книги из ГПНТБ / Альбов М.Н. Рудничная геология

были хорошо известны некоторые структуры рудных жил, благоприятные для высокой концентрации металлов. В своей работе «О надежде рудоко­ пов» он писал: «Когда две жилы в одну сойдутся, то бывает из них сложенная рудами высоких металлов обильнее, нежели каждая из оди­ наковых; и напротив того, ежели какая жила раздвоится, станет скуд­ нее» [9].

Наиболее часто структурный контроль первичных рудных столбов проявляется на участках искривления поверхности рудоносных трещин, а также пересечения и сопряжения трещин. Перегибы жильных трещин по простиранию или падению обычно сопровождаются мелкими производными трещинами в боковых породах. Дополнительная трещиноватость боковых пород благоприятно отражается на повышении концентрации металла в главной жильной трещине.

Рудные столбы любого генезиса часто приурочены к линиям пересе­ чения жил, особенно, если это жилы разного минерального состава. При этом замечено, что чем меньше угол пересечения (или сопряжения) между жилами, тем благоприятнее этот узел для отложения высокой концентра­ ции металла. Особенно надежными для встречи рудных столбов являются участки параллельного залегания жил с непосредственным контактом между ними.

Г л а в а X I I I

ВТОРИЧНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1. Главные факторы вторичной зональности рудных месторождений

Гипергенные изменения рудных месторождений и обусловленная ими вторичная зональность определяются совокупностью многих одновре­ менно действующих природных факторов регионального и локального значения, перечисленных в известных трудах В. Эммонса [13] и С. С. Смир­ нова [12].

Признавая решающее значение локальных факторов в процессе воз­ никновения вторичной зональности, нельзя рассматривать ход процесса гипергенного изменения месторождения в отрыве от истории развития окружающей его геологической среды. Поэтому при оценке вторичной зональности любого месторождения важное значение приобретает группа региональных факторов, теснейшим образом связанная с геологической историей крупных регионов.

Естественно, что для каждой области эти региональные факторы имеют свои индивидуальные особенности. Правильно учесть их можно только при глубоком изучении геологической истории и геоморфологии данного региона. В молодых складчатых горах, где скорость эрозии су­ щественно преобладает над скоростью окисления, зона гипергенных изме­ нений может отсутствовать и первичные руды непосредственно выходят на современную дневную поверхность. В полярных областях с арктическим

141

климатом процессы окисления крайне замедлены, и выходы первичных руд покрыты тонкой коркой окисленных руд, иногда толщиной в несколько сантиметров.

Едва ли можно назвать какой-либо другой регион в СССР, кроме восточного склона Урала и прилегающей части Казахстана, геологиче­ ская история которого была бы так исключительно благоприятна для об­ разования мощной древней коры выветривания и для формирования в этой коре глубоко развитой зоны вторичного обогащения рудных месторож­ дений. Ниже приведена классификация главнейших факторов вторичной зональности для золоторудных кварц-сульфидных жильных месторожде­ ний Урала.

Главнейшие факторы вторичной зональности золоторудных месторождений

Урала

Л О К А Л Ь Н Ы Е Ф А К Т О Р Ы

I.Вещественный состав жил

1.Минеральный состав жил.

2.Минеральный состав сульфидов в первичных рудах.

3.Общее содержание сульфидов в первичных рудах.

4. Структура сульфидов в первичных рудах.

5.Текстура руд в жилах.

II. Морфология и тектоника рудных жил

6.Мощность жил.

7.Изменение мощности жил по вертикали.

8.Морфология жил.

9.Падение жил.

10.Склонение жил.

11.Складчатость жил.

12.Соединение жил.

13.Послерудные смещения жил с пологим падением смесгителя.

14.Послерудные смещения жил с крутым падением сместителя.

15.Взаимное пересечение жил кварцевого и кварц-сульфидного состава.

Р Е Г И О Н А Л Ь Н Ы Е Ф А К Т О Р Ы

III. Древная кора выветривания и новейшая тектоника рудных полей

16.Мощность древней коры выветривания.

17.Степень трещиноватости и окисления боковых пород и руд.

18.Глубина залегания современного уровня грунтовых вод.

19.Химический состав нисходящих рудничных вод.

20.Новейшие вертикальные движения блоков с древней корой выветривания.

ляется инертным минералом. Решающим фактором миграции служит нали­ чие в рудах сульфидов, носителей первичного тонкодисперсного золота. При быстром окислении сульфидов рассеянное в них золото освобож­ дается и становится доступным для миграции. Разнообразие минералоги­ ческого состава сульфидов даже при невысоком их общем содержании весь­ ма благоприятно и для первичного золотого оруденения и для процессов

142

Рис. 17. Структурные признаки гипергенных рудных столбов в жильных месторождениях

вторичного обогащения. Это разнообразие состава сульфидов отвечает продуктивной минеральной ассоциации, выделенной Н. В. Петровской [10]. При совместном присутствии различных сульфидов в зоне гипергенеза возникают благоприятные условия для ускорения процессов окисления и растворения вследствие возникающих электрохимических явлений.

143

Необходимо также учитывать, что присутствие некоторых бактерий в несколько раз ускоряет процесс окисления сульфидов [8].

Чем больше содержание сульфидов в руде, тем резче проявляется вторичное золотое обогащение. В нижних горизонтах железной шляпы массивных сульфидных залежей содержание золота в 30—50 раз превыша­ ет содержание металла в первичных сульфидных рудах. При содержании сульфидов от 5 до 15% показатель интенсивности вторичного золотого обогащения составляет от 1,05 до 1,20. Содержание сульфидов в жиле от 30 до 50% повышает этот показатель до 2,0.

Среди лимонитов, образующихся при окислении сульфидов, следует отличать остаточные (на месте сульфидов) и перенесенные. Вторичное золотое обогащение в жильных месторождениях связано именно с пере­ несенными лимонитами.

Влияние морфологии и тектоники рудных жил на локализацию уча­ стков вторичного золотого обогащения показано на рис. 17.

2. Железные шляпы колчеданных месторождений

Окисленные зоны сульфидных залежей Урала, Башкирии, Казахстана и Алтая являются особым генетическим типом золоторудных месторож­ дений, имеющим важное промышленное значение. Неглубокое залегание окисленных руд позволяет вести их эксплуатацию открытыми горными работами, служащими в ряде случаев вскрышными для разработки суль­ фидных руд.

Резко выраженная вторичная зональность сульфидных залежей допускает промышленное использование отдельных зон одного и того же месторождения различными предприятиями. Окисленные зоны (железные шляпы), не содержащие цветных металлов, но имеющие высокое содержа­ ние золота и серебра, часто разрабатываются предприятиями золотой промышленности. Зоны первичных и вторичных сульфидных руд, содер­ жащих цветные металлы, разрабатываются предприятиями меднорудной и полиметаллической промышленности с попутным извлечением золота и серебра.

144

по простиранию иногда переходит в новую рудную залея^ь. При пологом по­ гружении рудной залежи и значительной глубине зоны окисления может оказаться, что железная шляпа уходит под толщу боковых пород за кон­ туры выклинивания ее на дневной поверхности.

Эрозия сульфидных залежей наблюдается на любом горизонтальном сечении рудного тела. В зависимости от глубины эрозии возможны сле­ дующие морфологические типы железных шляп (рис. 18):

2)эрозия едва затронула верхнюю часть рудной залежи, под отно­ сительно небольшой железной шляпой лежит крупное сульфидное тело;

3)эрозия уничтожила верхнюю часть рудного тела, размеры и кон­ туры железной шляпы в плане почти точно соответствуют контурам лежа­ щего под ней сульфидного тела;

4)основная часть рудного тела уничтожена эрозией, под железной шляпой находятся небольшие выклинивающиеся по падению участки сульфидных руд;

5)в вытянутых по простиранию «карманах» коры выветривания со­ хранились только выклинивающиеся на коротких расстояниях по падению участки полностью окисленных руд.

На Урале встречаются колчеданные залежи, находящиеся на любой из указанных стадий эрозии.

Вертикальная глубина железной шляпы на месторождениях Урала колеблется от 10 до 80 м. При таком глубоком залегании окисленных руд и падении около 45° нижняя часть железной шляпы оказывается прикры­ той со стороны висячего бока на десятки метров горными породами.

В центральных частях хорошо развитых железных шляп вследствие оседания от выщелачивания иногда возникает воронка оседания. На месторождении Куль-Юрт-Тау (Башкирская АССР) такая воронка имеет глубину 28 м. По границам сульфидных залежей окисленные руды рас­ пространены вдоль контактовых поверхностей на 5—15 м глубже, чем в средней части рудных тел.

Уровень грунтовых вод только на немногих месторождениях более или менее совпадает с нижней границей окисленных руд. На большинстве же месторождений Урала глубина залегания окисленных руд в 1,5—2 раза превышает глубину уровня грунтовых вод от дневной поверхности. Раз­ витие наиболее ценных в промышленном отношении руд нижней части зоны окисления глубже уровня грунтовых вод является типичной особен­ ностью железных шляп, имеющей существенное значение для выбора методики их разведки [2].

По вещественному составу в железных шляпах колчеданных место­ рождений Урала отчетливо выделяются три зоны:

1)зона полного окисления, сложенная бурыми железняками (соб­ ственно железная шляпа);

2)зона выщелачивания, представленная рыхлыми баритовыми, ба­ рит-кварцевыми или ярозитовыми рудами (песками, сыпучками) и реже

баритовые или ярозитовые пески или кремнистые руды в среднем около 7% и пиритовая сыпучка — около 3%.

По физическим свойствам среди бурых железняков выделяются плот­ ные и рыхлые разновидности, представляющие собой сорта руды, различ­ ные с технологической точки зрения. Рыхлые или сыпучие бурые желез­ няки после просеивания (класс — 20 мм) поступают непосредственно в перколяционные чаны для цианирования. Плотные бурые железняки перед цианированием требуют предварительного механического измельчения.

Текстуры руд железных шляп довольно разнообразны. Широко пред­ ставлены ячеистые, брекчиевидные, колломорфные и порошковатые тек­ стуры. Кремнистые руды обладают отчетливой полосчатой или слоистой текстурой.

По минеральному составу руды зоны полного окисления представ­ лены почти исключительно гидроокислами железа, гидрогематитом и гётитом, связанными взаимными переходами. Прочие весьма разнообразные минералы занимают резко подчиненное значение. При детальном минера-

146

Рис. 19. Поведение золота, серебра и меди в зоне окисления колче­ данной залежи.

1 — зона окисления; 2 — зона выщелачивания; з — зона первичных сульфидных руд; 4 — зона выветривания боковых пород

логическом исследовании руд зоны окисления Блявинского медноколчеданного месторождения на Южном Урале было установлено более 60 минералов [7].

Отличить руды железных шляп от бурых железняков других генети­ ческих типов по внешнему виду довольно трудно.Горно-геологическим ин­ ститутом Уральского филиала АН СССР (А. А. Иванов) разработаны ме­ тоды анализа, позволяющие в комплексе с полевыми геолого-минералоги­ ческими наблюдениями уверенно решать этот важный для поисков вопрос. Существенные указания в этом наблюдении может дать химический ана­ лиз бурых железняков на селен и теллур. Исследования Н. Д. Синдеевой [11] показали, что в бурых железняках над колчеданными телами обычно присутствуют селен и теллур; в бурых железняках иных генетических типов этих элементов не обнаруживается.

Детальное исследование металлоносности железных шляп, проведен­ ное автором, позволило установить следующие особенности их состава.

1. Естественные выходы бурых железняков имеют низкое содержание золота и серебра. Анализы проб, взятых на выходах, показывают «следы» и даже отсутствие благородных металлов. Отсюда следует, что отрицатель­ ные результаты анализов на золото и серебро в пробах из естественных выходов бурых железняков или из пройденных на них разведочных канав не могут служить основанием для оценки золотоносности их глубинных частей. Разведку с детальным опробованием следует продолжать на глу­ бину.

2. В пределах толщи бурых железняков наблюдается постепенное увеличение содержания благородных металлов с глубиной и резкое уве­ личение их концентрации в зоне выщелачивания. Особенно богаты благо­ родными металлами кремнистые руды. В пиритовой сыпучке наблюдается

кроме благородных металлов установлено присутствие ртути с резко выраженной концентрацией ее в кремнистых рудах или в баритовых пес­ ках. Представлена она крайне дисперсными и поэтому редко наблюдаемыми зернами киновари [5]. Это еще более подчеркивает полиметаллический характер железных шляп колчеданных месторождений.

3.Примеры эксплуатационной разведки при открытой

иподземной разработке месторождений

Вскрытие рудных жил на золотых рудниках производится штреками из шахт или штольнями по рабочим горизонтам. Жила разрезается на

Отдельно взятые химические пробы из горных выработок по рудным жилам во многих случаях не являются представительными. Практические выводы геологов основаны на закономерностях изменения в рудной жиле средних содержаний металла, определяемых по групповым пробам. Неиз­ бежные в отдельных пробах ошибки, зависящие от квалификации пробщика, веса пробы, способа ее взятия, методики измельчения и сокращения, наконец, от методики пробирного анализа, уже при 30—40 пробах сво­ дятся до минимума, не влияющего на точность практических выводов.

Среднее расстояние между смежными пробами по штреку на золотых рудниках обычно равно 2 м. При определении среднего содержания ме­ талла по рабочему горизонту (по штреку) используется от 2 — З д о 10 и более групповых линейных проб. Это охватывает все протяжение жилы длиной до 500 м и более по штреку. Такое протяжение значительно превышает горизонтальную длину первичных рудных столбов (10—30 м), наблюдае­ мых иногда при опробовании жил. Поэтому влияние отдельных рудных столбов, вскрытых штреками на разных горизонтах, на повышение со­ держания металла по какому-либо одному штреку можно признать не­ существенным.

При выводе средних содержаний по штрекам не должно быть формаль­ ного статистического отношения к анализам проб, необходим учет их геологического положения. На геологических планах штреков следует внимательно изучать морфологию жилы, особенности ее состава и строения, однородность боковых пород. Необходимо убедиться, что выбранные для сравнения содержания металла участки штреков расположены в одних и тех же блоках жилы по ее простиранию, по всей длине имеют рабочую мощность жилы и одинаковую детальность опробования. Нельзя делать геологических выводов из сравнения содержания металла по двум штре­ кам, из которых верхний штрек, например, имеет рабочую мощность

148

жилы на всем участке, а нижний штрек вскрывает значительные пере­ жимы рабочей мощности жилы. Если очертания контура очистных работ показывают наличие ясно выраженного склонения рудной жилы, то срав­ нение среднего содержания по горизонтам следует производить с учетом установленного склонения.

В целях быстрого определения рабочего горизонта с наибольшим раз­ витием явлений вторичного золотого обогащения можно использовать зависимость процентного выхода богатых проб от среднего содержания металла. Для этого нет необходимости точного определения нижнего предела богатых проб. Достаточно принять любое постоянное содержание, которое по своей величине было бы в 3—5 раз больше среднего содержания. Беглый просмотр пробных планов жил позволяет быстро определить ко­ личество богатых проб и найти процентный их выход от общего количества проб по данному штреку. Максимум процентного выхода богатых проб отвечает рабочему горизонту с наибольшим золотым обогащением и наи­ большим средним содержанием металла (табл. 29). Этот вывод следует подтвердить визуальным наблюдением минералогических признаков вто­ ричного обогащения (перенесенные лимониты и пр.).

149

4.Закономерности распределения золотых самородков

врудных жилах и в элювиальных россыпях

Золотые самородки и кустовое самородное золото при разработке элювиальных россыпей и окисленных зон рудных жил не представляют большой редкости. Во многих золотоносных районах Урала, Сибири и Северо-Востока СССР найдены тысячи золотых самородков.

Анализ размещения обнаруженных золотых самородков в геологи­ ческих структурах многих жильных месторождений Южного Урала поз­ волил определить следующие четыре особенности.

1.Взаимное пересечение или близкое расположение жильного молоч­ но-белого слабо золотоносного кварца с золотоносным кварцем, содержа­ щим обильное количество сульфидов. Отсюда следует, что золотые са­ мородки свойственны месторождениям со сложным и длительным процес­ сом жилообразования, в которых отчетливо выявляются различные генерации жильного выполнения.

2.Морфология рудных жил, их структура и тектоника участка жиль­ ных месторождений с кустовым золотом благоприятны для вторичного

золотого обогащения. Об этом свидетельствует сочленение или взаимное пересечение жил с пологим и крутым падением, приуроченность рудных жил к синклинальным складкам, соединение жил вниз по падению, пологопадающие послерудные смещения. Следовательно, золотые самородки свойственны таким структурно-тектоническим участкам жильных место­ рождений, которые характерны для локализации рудных столбов гипер­ генного происхождения.

3. Наложение древней коры выветривания или ее линейного кармана на указанные структурно-тектонические участки жильных месторожде­ ний. Все известные на Урале самородки найдены в зоне полного или активного окисления кварц-сульфидных жил, где кроме остатков сульфи­ дов всегда имеются гидроокислы железа. Нет ни одного уральского руд­ ника, где бы золотые самородки были найдены на глубине более 100 м от дневной поверхности. Следовательно, наличие древней коры выветрива­ ния является благоприятным условием возникновения самородков, ге­ нетически связанных с этой корой и возникающих в ней под влиянием гипергенных процессов.

4. Более высокая проба самородков и вообще кустового золота по сравнению со средней пробой металла по месторождению. Нередко проба самородков из рудных жил бывает даже выше средней пробы из окисленных руд данного месторождения. Отсюда следует, что золотые самородки характерны для зоны окисления золоторудных жил [3].

Не подлежит сомнению, что при разработке кварцевых золотоносных жил в зоне первичных руд иногда встречаются необычайно богатые скоп­ ления самородного золота. Однако такие находки относительно редки. Возможно, это связано со значительно меньшим развитием горных выра­ боток на глубоких горизонтах по сравнению с зоной окисления.

В зоне окисления кварц-сульфидных жильных месторождений золо­ тые самородки встречаются группами (иногда по нескольку десятков штук) в одинаковых структурно-геологических условиях. Такими же группами

150