Моделирование магматогенных рудных систем золоторудных месторождений Восточного Казахстана
М. Мизерная, канд. геол.-минералог. наук, доц.,
Г. Оразбекова, PhD, доц.,
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, ул. Серикбаева, 19, г. Усть-Каменогорск, 070004, Казахстан;
Б. Дьячков, д-р геол.-минералог. наук, акад. НАН РК, проф., ТОО "Алтайский геолого-экологический институт", г. Усть-Каменогорск, Казахстан
А. Мирошникова, PhD,
Филиал "НЦ КПМС РК", "ВНИИцветмет", ул. Промышленная, 1, г. Усть-Каменогорск, 070002, Казахстан;
В. Зацерковный, д-р техн. наук, проф.,
Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, УНИ "Институт геологии", ул. Васильковская, 90, г. Киев, 03022, Украина
Аннотация
(Представлено членом редакційної колегії д-ром геол. наук, проф. В.А. Михайловым) геологический золоторудный месторождение
Посвящено результатам использования системного геологического моделирования при прогнозировании золоторудных месторождений на территории старейшего района золотодобычи в Республике Казахстан - Западно-Калбинского золоторудного пояса (Восточный Казахстан). Исследования направлены на разработку критериев прогноза и поисков новых рудных объектов в благоприятных геологических структурах. Основное внимание при проведении исследований было уделено системному анализу геологических факторов, взаимодействие которых обеспечивает синергетический эффект и выявление закономерностей формирования золоторудных объектов. Для решения этой задачи авторами произведена количественная оценка устойчивости развития рудогенерирующих элементов системы по методике С.В. Васильева.
Количественная оценка устойчивости отдельных факторов и их взаимодействия позволили оценить качественное состояние отдельных участков и определить естественные границы площадей соответствующего иерархического уровня, перспективных на поиски месторождений определенного полезного ископаемого.
Были проведены работы по выделению площадей, перспективных на поиски месторождений, на основе количественной оценки устойчивости отдельных факторов. C использованием геологических материалов, результатов геофизических работ, космогеологических данных произведена локализация перспективных площадей в пределах Западно-Калбинской структурно-формационной зоны и Жумбинской рудно-магматической системы в Восточном Казахстане.
Ключевые слова: рудно-магматическая система, золото, месторождение, оценка устойчивости геологических факторов.M. Mizernaya, Cand. Sci. (Geol.-Min.), Assoc. Prof.,
G. Orazbekova, PhD, Assoc. Prof.,
Department of Geology and Mining,
East Kazakhstan State Technical University named after D. Serikbayev;
B. Dyachkov, Dr. Sci. (Geol.-Min.), Academician of the NSA of RK, Prof.,
LLP "Altaiskiy Geologic-Ecological Institute", Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan;
A. Miroshnicova, PhD,
Department of the National Center of Complex Processing of Mineral's raw materials, "VNIItzvetmet",
1 Promishlennaya Str., Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan;
V. Zatserkovnyi, Dr. Sci. (Tech.),
Taras Shevchenko National University of Kyiv, Institute of Geology,
90 Vasilkivska Str., Kyiv, 03022, Ukraine
MODELING OF ORE-MAGMATIC SYSTEM OF GOLD DEPOSITS IN EASTERN KAZAKHSTAN
The article is devoted to the results of using system-defined geological modeling for forecasting gold deposits on the territory of the oldest gold mining region in the Republic of Kazakhstan - the West Kalba gold belt (East Kazakhstan). Research is aimed at developing forecast criteria and searches for new ore objects in favorable geological structures. The main attention of the conducted research was focused on a system-defined analysis of geological factors, the interaction of which provides a synergy effect and reveals the patterns of formation of gold ore objects. To solve this problem, the authors made a quantitative assessment of the development sustainability of the ore-generating elements of the system according to S. V. Vasiliev methodology.
A quantitative assessment of the stability of individual factors and their interaction made it possible to assess the qualitative state of individual sections and define the natural boundaries of the areas of the corresponding hierarchical level, promising for the search of certain mineral deposits.
The specific work was carried out to define the areas promising for the search of deposits based on a quantitative assessment of the individual factors stability. Using geological materials, results of geophysical work, space-geological data, the localization of promising areas within the West Kalba structural-formation zone and the Zhumba ore-magmatic system in East Kazakhstan was done.
Keywords: ore-magmatic system, gold, deposit, assessment of the geological factors stability.
М. Мізерна, канд. геол.-минералог. наук, доц.,
Г. Оразбекова, PhD, доц.,
Східно-Казахстанський державний технічний університет ім. Д. Серікбаєва, вул. Серікбаєва, 19, м. Усть-Каменогорськ, 070004, Казахстан;
Б. Д'ячков, д-р геол. наук, проф.,
ТОО "Алтайський геолого-екологічний інститут", м. Усть-Каменогорськ, Казахстан;
A. Мирошникова, PhD,
Філіал РГП "НЦ КПМС РК" "ВНПцветмет"
вул. Промислова, 1, м. Усть-Каменогорськ, 070004, Казахстан;
B. Зацерковний, д-р техн. наук, проф.,
Київський національний університет імені Тараса Шевченка,
ННІ "Інститут геології", вул. Васильківська, 90, Київ, 03022, Україна
МОДЕЛЮВАННЯ МАГМАТОГЕННИХ РУДНИХ СИСТЕМ ЗОЛОТОРУДНИХ РОДОВИЩ СХІДНОГО КАЗАХСТАНУ
Присвячено результатам використання системного геологічного моделювання при прогнозуванні золоторудних родовищ на території найстарішого району видобутку золота в Республіці Казахстан - Західно-Калбінського золоторудного поясу (Східний Казахстан). Дослідження спрямовані на розробку критеріїв прогнозу і пошуку нових рудних об'єктів у сприятливих геологічних структурах. Головна увага при проведенні досліджень була приділена системному аналізу геологічних факторів, взаємодія яких забезпечує синергетичний ефект і виявлення закономірностей формування золоторудних об'єктів. Для розв'язку цієї задачі авторами здійснена кількісна оцінка стійкості розвитку рудогенеруючих елементів системи за методикою С.В. Васильєва.
Кількісна оцінка стійкості окремих факторів та їхньої взаємодії дозволили оцінити якісний стан окремих ділянок і визначити природні границі площ відповідного ієрархічного рівня, перспективних на пошуки родовищ певної корисної копалини.
Були виконані роботи з виділення площ, перспективних на пошуки родовищ, на основі кількісної оцінки стійкості окремих факторів. З використанням геологічних матеріалів, результатів геофізичних робіт, космогеологічних даних проведено локалізацію перспективних площ у межах Західно-Калбінської структурно-формаційної зони і Жумбинськоїрудно-магматичної системи у Східному Казахстані.
Ключові слова: рудно-магматична система, золото, родовище, оцінка стійкості геологічних факторів.
Постановка проблемы. Рассматриваемая в данной статье Западно-Калбинская металлогеническая зона относится к северо-западному сектору Центрально-Азиатского подвижного пояса, тектоническое строение и эволюция которого была охарактеризована в работах (Mizernaya et al., 2018; Los, 2015; Rafailovich, 2009). Западная-Калба является лидером по потенциалу золота среди складчатых поясов Казахстана. Ее окончательное формирование как геологической структуры проходило в позднем палеозое в результате коллизии Казахстанского и Алтае-Монгольского палеоконтинентов. В строении данной территории участвуют отложения алевролитовой аспидной формациии D3fmi-2, базальтовая известняково-терригенно-кремнистая формация фамена и ранневизейские образования представлены известняково- песчаниково-алевролитовой формацией. Отложения перекрываются флишоидной углеродисто-известковисто-терригенной формацией (СіУ 2-з) мощностью 500 м и граувакковой алевролито-песчаниковой формацией (Cis) (Mizernaya et al., 2017).
Среди интрузивных образований к наиболее древним относятся протрузии серпентинитов, приуроченные к зоне Чарско-Горностаевского глубинного разлома. С девонским вулканизмом связаны базитовые субвулканические тела и дайки. В период коллизии внедрились малые интрузии и дайки (габбронорит-диабазовая формация, карабирюкский комплекс С 2-3) и плагиогранит-гранодиоритовая формация (кунушский комплекс Сз), с которой связано золото-кварцевое и золото-сульфидно-кварцевое оруденение. Рудоконтролирующими являются системы северо-западных и широтных глубинных разломов (Чарско-Горностаевский, Западно-Калбинский, Кызыловский и др.), а также северо-восточные и меридиональные разломы, фиксируемые по геолого-геофизическим данным и дешифрированию космоснимков (Rafailovich, 2013). В пределах Западно-Калбинского золоторудного пояса обнаружено более 450 золоторудных месторождений и проявлений, однако многие из них изучены недостаточно и требуют постановки более детальных исследований. Проблема изучения золоторудных объектов на данной территории заключается в том, что хорошая геологическая изученность определяет низкую вероятность обнаружения новых месторождений, и основной задачей прогнозирования является "разбраковка" известных золоторудных объектов с целью выявления из их числа потенциальных крупных месторождений, требующих доразведки.
Анализ последних исследований и публикаций.
Большой вклад в изучение золоторудной металлогении региона внесли многие специалисты и научные сотрудники различных организаций (Ф.С. Подсеваткин,
A. Я. Котов, Ю.А. Овечкин, В.И. Наливаев, В.В. Масленников, Н.И. Бородаевский, К.Р. Рабинович, В.И. Старов, Н.А. Фогельман, В.А. Нарсеев, В.А. Глоба, А.М. Мысник,
B. Д. Борцов, В.Н. Любецкий, А.Ф. Коробейников,
М.С. Рафаилович, Х.А. Беспаев, Г.Н. Щерба, Н.В. Полянский, Б.А. Дьячков, М.А. Мизерная, В.Н. Майоров, Ю.А. Антонов, А.А. Шатобин и др.). Основные результаты исследований прошлых лет отражены в многочисленных публикациях (Chekalin, D'yachkov, 2013; Mizernaya et al., 2018; Los, 2015; Rafailovich, 2009, 2013; Dolgopolova et. al., 2015 и др.).
Прогнозные металлогенические исследования в регионе проводились в разные годы, в том числе авторами данной статьи, что отражено в работах (Mizernaya et al., 2018; Bespaev et al., 2013; Korobeinikov, 2011; Rafailovich, 2013). В качестве основных факторов локализации золотого оруденения в разные годы рассматривались геотектонические, литолого-стратиграфические, магматические, метаморфические, структурно-тектонические, минералого-геохимические и геофизические критерии. На основании обобщения геолого-геофизических материалов были разработаны основные типы моделей: структурно-металлогенические, полифакторные и геолого-генетические. Первые относятся к моделям объемного строения структурно-формационных зон и могут уточнить распределение оруденения в разрезе рудных поясов и металлогенических зон. Полифакторные модели рудных узлов и рудных полей учитывают тектоническую позицию в пределах структурно-формационных зон, особенности тектоники и ее связь с локализацией рудных месторождений, геофизические и геохимические характеристики и т.д. Третий тип представляет собой модели типовых месторождений и содержит характеристики рудовмещающих структур, параметры и форму рудных тел, геофизические характеристики рудных полей, зоны метаморфических преобразований пород, вещественный состав руд, их геолого-промышленные типы и основные этапы рудообразования (Tomson, 1988, с. 143).
Выявление нерешенных ранее частей общей проблемы. Все эти модели характеризуются различной степенью наполнения и достоверности геологической информации, что в результате, по мнению авторов, приводит к снижению результатов прогнозных построений. По представлениям ряда исследователей (Vasilyev, 1990; Mykhailov, 2019; Tretyakov, 2009) парадигмой современного прогнозирования должны являться представления о формировании месторождений в процессе развития рудообразующих систем. Структурные и статистические связи между элементами геологического пространства и месторождениями должны при этом интерпретироваться как закономерности размещения полезных ископаемых, на которых базируются вероятностные прогнозные построения.
Опыт прогнозных исследований свидетельствует об отсутствии доминантных факторов развития рудообразующих систем и размещения месторождений. В связи с этим, на основании представлений о взаимосвязи формирования месторождений с процессами эволюции недр, необходимым элементом прогноза является изучение и моделирование самоорганизующихся рудообразующих систем.
По представлению (Vasilyev, 1990; Mykhailov, 2019; Tretyakov, 2009), применительно к прогнозированию полезных ископаемых, важными методологическими правилами являются: учет автономности рудообразующих систем относительно вещественно-структурных особенностей геологической среды; отказ от концепции наличия "доминантных факторов" формирования и размещения рудных объектов. Представления об однотипности рудоконтролирующих структур согласуются с данными о принципиальной схожести геологических факторов, определяющих размещение золоторудных полей различных регионов мира. По мнению (Tomson, 1988), локальные площади развития эндогенного оруденения контролируются однотипными по своей природе наложенными тектоно-магматическими структурами очагового характера. К ним относятся ареалы развития малых интрузий и ювенильные магматические флюиды по (Marakushev, 1983). Эти факторы инвариантны для различных этапов развития золоторудных провинций: сводообразования (Северный Казахстан, Васильковское месторождение); коллизионного (Бакырчик, Секисовка); позднеорогенного (Южный Тянь-Шань); тектоно- магматической активизации (Даурская зона); формирования зеленокаменных трогов (Канада, Зимбабве) (Tomson, 1988, с. 123). Авторами статьи была использована методика количественной оценки устойчивости развития рудогенерирующих элементов рудномагматических систем (Letnikov, 1998).
Таким образом, взаимодействие ограниченного количества эндогенных геологических факторов приводит к формированию промышленных скоплений рудного вещества (месторождения), то есть к возникновению качественно нового образования, которого каждый из факторов в отдельности произвести не в состоянии. Подобное сочетание элементов литосферы в современном понимании - магматогенная рудная система, обладающая общими свойствами, не вытекающими из суммы свойств ее частей. В связи с этим ее реконструкция должна проводиться на основе методологии системного анализа. По представлениям Ф.А. Летникова, этим условиям наиболее всего отвечает направление системного анализа, рассматривающее геологическое пространство как пространственно-временной континуум, развитие которого обусловило формирование месторождений.