Среднее содержание Au 2,5 г/т, Pt от 0,91 до 1,17 г/т, Os - 1 г/т.
Рис. 22 Поперечный разрез зоны прожилково-вкрапленной золото-сульфидной минерализации, сопровождающейся золотоносными кварцевыми жилами месторождения Сухой Лог (по В.А.Буряку): 1 - известковистые алевролиты и алевросланцы; 2 - алевросланцы и алевролиты, преимущественно грубозернистые; 3 - "углистые" филлитовидные алевролиты; 4- углистые кварцево-серицитовые алевросланцы; 5-кварцевые жилы; 6,7 - ореол развития золото-сульфидной минерализации: 6- умеренной, 7 - повышенной; 8 - кливаж; 9 - подземные горные выработки
Рис. 23 Схематическая геологическая карта (а) и разрез (б) Зун-Холбинского месторождения (по П.Рощектоеву, Г.Шуляку и др.): 1 - известняки; 2 - гранитогнейсы, гнейсы; 3 - углистые сланцы, филлиты, милониты; 4 - плагиограниты, граниты, гранодиориты; 5 - зоны катаклаза и трещиноватости; 6 - достоверные (а) и предполагаемые (б)разломы; 7 - золотоносные кварц-сульфидные жилы (а) и вкрапленная рудная минерализация (б)
Золотое оруденение в месторождениях золото-кварц-сульфидной формации в зеленокаменных породах (Зун-Холбинское - рис. 23) локализуется в вулканогенно-терригенных и карбонатных породах верхнего протерозоя: хлорит-серицитовых, углисто-серицит-хлоритовых сланцах и известняках. Рудные тела - полосчатые жилообразные залежи, согласные с крутопадающей толщей сланцев и карбонатных пород. Они расположены кулисообразно, прослеживаются на 100-700 метров при мощности до 3 метров. Ведущими типами руд являются кварц-золото-платиноидно-сульфидный и золото-кварцевый в лиственитизированных и березитизированных окварцованных углеродисто-кремнистых сланцах, вулканитах и мраморах. В минеральном составе преобладают галенит, пирит, сфалерит, встречаются блеклые руды, халькопирит, золото, серебро, платина самородная, сперрилит (0,01-29,4 г/т). Золото встречается в виде мелкой вкрапленности в кварце, реже в сульфидах. Содержание его колеблется от 2 до 140 г/т. Максимальное содержание Pt (0,01-29,4 г/т) и Pd (до 4 г/т) выявлены в кварц-сульфидно-теллуридных рудах. В кварц-золото-сульфидных рудах до 2,21 г/т Pt и 0,68 г/т Pd.
Осадочно-метаморфизованные месторождения. Месторождения этого промышленного типа являются главным источником золота и платиноидов во многих странах (ЮАР, Канада, Бразилия). Их уникальность определяется значительными размерами, комплексным составом руд, кроме золота и урана в них содержатся серебро и платиноиды (Ir, Ru, Os).
Месторождения приурочены к толщам метаморфизованных конгломератов протерозойского возраста. Это древние россыпи, преобразованные при последующих деформациях и метаморфизме зеленосланцевой фации с перегруппировкой первичных минералов. Форма рудных тел - пластовая и лентообразная. В плане структура рудных полей веерообразная.
Месторождение Витватерсранд - рис. 24. Нижний структурный этаж сложен гранитогнейсами архея. Верхний структурный этаж представлен протерозойскими отложениями. Золотоносная толща Витватерсранд состоит из ритмичных серий конгломератов, песчаников, сланцев. Пачки рудоносных конгломератов образуют «рифы», содержащие золото и уран. Рифы представляют собой группы сближенных горизонтов конгломератов мощностью от первых метров до первых десятков метров. Мощность рифов от 30 до 400 м, протяженность по простиранию до 70 км. Протяженность всей полосы около 200 км. Рудные тела вскрыты горными выработками до глубины 3600 м и скважинами на глубине 4600 м.
Конгломераты сложены на 80% окатанной галькой кварца или кварцита. Цемент имеет кварц-биотит-хлорит-эпидотовый состав, содержит углистое вещество и рудную минерализацию. В цементе содержится до 5-10% сульфидов. Установлено более 70 минералов, в том числе пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, арсенопирит, молибденит и другие минералы. Уран представлен уранинитом, тухолитом, браннеритом, настураном. Содержание U3О8 около 0,03%, иногда выше. Золото содержится в сульфидах и в виде мелких обломков в цементе. Содержание золота 8-20 г/т, пробность 920-935. Встречаются самородное серебро, прустит, платиноиды с Os, Ir, Rh.
Рис. 24 Рудоносные конгломераты рудника Лесли-Голд, Витватерсранд (по К.Твидлу): 1-4 - палеозой: 1 - дайки долеритов, 2 - угленосные отложения, 3 - долериты, 4 - породы основания; 5-16 - протерозой: Вентердорпская система: 5 - амигдалоидные лавы, 6 - порфириты и их туфы, 7 - диабазы (силлы), 8-16 - Витватерсрандская система - формация Кимберли-Эльсбург: 8 - сланцы, 9 - кварциты, 10 - зона прерывистых рифов, 11 - зона кварцитов, 12 - риф Кимберли, 13 - сланцы Кимберли, формация Мейн-Берд, 14 - амигдалоидные лавы, 15 - кварциты, 16 - голубые гравелиты; 17 - разрывные нарушения
Происхождение месторождения полигенное - осадочно-метаморфогенно-гидротермальное. Большая часть исследователей считает, что конгломераты отлагались в конусах выноса рек. Переотложение урана и золота происходило многократно.
Из руд этого самого крупного месторождения было извлечено 34600 т золота, 1500 т серебра, 1500 т платиноидов, 100 тысяч тонн урана. С 1979 по 1995 годы добыча золота составила 10725 т.
Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Месторождения выветривания. Концентрации золота в промышленных масштабах образуются часто на залежах сульфидных золотосодержащих руд. Содержание его в несколько раз выше, чем в первичных рудах. Гипергенное золото встречается в виде кристаллов, пленок.
Россыпные месторождения распространены во всех золоторудных районах мира. На территории России известными районами развития золотоносных россыпей являются Восточная Сибирь (Енисейский кряж, Ленский и Алданский районы), Северо-Восток, Забайкалье, Приамурье.
Золото концентрируется в элювиальных, делювиальных, аллювиальных и прибрежно-морских россыпях, наибольшее значение имеют аллювиальные россыпи.
Источником золота в аллювиальных россыпях являются коренные месторождения, разрушенные в процессе выветривания. Золото отлагается в речных долинах в виде лентообразных, шнурковых, линзо- и гнездообразных тел. Отложение золота из водных потоков происходит под влиянием россыпеобразующих барьеров: изменения уклона реки, положительные формы рельефа, участки расширения или сужения долины, эрозионные канавы и ложбины и другие. Наиболее крупные зерна золота (более 0,5 мм) встречаются вблизи коренных источников.
В России широко известны россыпи Сибири (Бодайбо), Якутии (Туора-Тас), Приамурья, Северо-Востока (Билибинский район).
5.2 Металлы платиновой группы
Общие сведения и области применения
В состав металлов платиновой группы кроме платины входят палладий, иридий, родий, осмий и рутений.
В XVI в. в Южной Америке был обнаружен в золотоносном россыпном месторождении тусклый белый металл, его назвали уменьшительным словом «серебришко» от испанского слова plata. Научное описание этого металла сделано в 1741 году.
В России Pt впервые была найдена на Урале в 1819 году. В конце XIX в. Pt находят в золотых россыпях Восточной Сибири и в Вилюйском районе Якутии.
Использование платиноидов обусловлено их уникальными физико-химическими свойствами: тугоплавкостью, химической стойкостью, электропроводностью, пластичностью и другими. Платиноиды применяются как катализаторы (50%), в электротехнической, нефтехимической, автомобильной, медицинской отраслях промышленности (25%), при производстве химической аппаратуры и антикоррозионных покрытий (15%), а также ювелирном деле (10%).
Обзор ресурсов
Общие запасы платиноидов зарубежных стран составляют 60180т, из которых более 96% приходится на ЮАР, ресурсы оцениваются в 76000 т. Основное количество металлов платиновой группы (МПГ) заключено в недрах следующих стран: ЮАР, Канада, США, Австралия. Главная роль в ресурсах и запасах платиноидов принадлежит платиноидно-хромитовым (42%), малосульфидным платиноиднометальным (34,2%) и сульфидным платиноидно-медно-никелевым (23,4%) месторождениям.
По запасам и добыче платиноидов Россия занимает одно из ведущих мест в мире. При этом 99,4% запасов приходится на сульфидные платиноидно-медно-никелевые месторождения (Норильский район, месторождения Кольского полуострова). Из этих руд в стране добывается 98,5% платиноидов.
Значительные перспективы связываются с новым нетрадиционным типом пластовых платиноидных месторождений гидротермального генезиса в черносланцевых комплексах (золото-платиновые проявления Онежской и Ветренопоясной впадин в Южной Карелии). Проведена детальная разведка Федорово-Панковского месторождения в Мурманской области. Изучаются платиносодержащие рудопроявления ВКМ [ 2, 3] и других районов страны.
Россыпи разрабатываются на Урале более 170 лет. Выявленная в Хабаровском крае Кондерская россыпь по количеству и содержанию платиноидов превышает уральские россыпи. Разрабатываются россыпи Корякского нагорья. Проведены разведочные работы на россыпных месторождениях Сев. Камчатки и на Таймыре.
Кондиции
Промышленными считаются коренные руды с содержанием платиноидов от 3-5 до 10-15 г/т, в россыпях - 0,1 г/м3 песков.
Геохимия и минералогия
Cредние содержания платиноидов в земной коре составляют миллионные доли процента.
В эндогенных процессах платиноиды связаны с глубинными ультраосновными и основными магмами.
В экзогенных процессах металлы платиновой группы накапливаются в аллювиальных и других россыпях.
Платиноиды содержатся в составе более 90 минералов. Среди них выделяются: 1) самородные платиноиды и природные сплавы - изоферроплатина Pt3Fe, осмирид Ir,Os; иридосмин Os,Ir; рутениридосмин Ru,Os,Ir; 2) интерметаллические соединения с Sn, Pb, Bi, Sb и Te; 3) сульфиды, арсениды, сульфоарсениды - куперит PtS2, сперрилит PtAs2.
Промышленные типы месторождений
Э н д о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Месторождения разделяются на собственно платиноносные и платиносодержащие. Классификация платиноидных месторождений приводится по Д.А.Додину и Н.М.Чернышову [2, 3]. Ими выделяются среди эндогенных следующие формации:
сульфидная платиноидная медно-никелевая;
малосульфидная платинометальная;
платиносодержащая хромитовая, титаномагнетитовая, черносланцевая, полиметальная, золоторудная.
Среди платиноносных месторождений выделяются раннемагматические типа рифа Меренского в Бушвельдском массиве (платина-хромит-медно-никелевая формация) и позднемагматические типа Нижне-Тагильского месторождения (хромит-платиновая формация).
Месторождения, содержащие платиноиды в качестве попутных компонентов, относятся к следующим группам: ликвационные медно-никелевые и сульфидные никелевые норильского типа (медь-никель-платиновая формация); хромитовые с платиноидами кордильерского типа; комплексные медно и молибден-меднопорфировые месторождения.
Магматические (ликвационные) месторождения, формация платиноидно-медно-никелевая сульфидная - наиболее важный для России тип, к которому относятся крупнейшие Талнахское и Октябрьское месторождения (Норильский рудный район), которые по содержанию и запасам МПГ не имеют себе равных среди других сульфидных платиноидно-медно-никелевых объектов мира. Описание формации приводится в разделе « Никель». Платиновая минерализация сконцентрирована в сульфидных рудах нижних рудоносных толщ интрузивов и в экзоконтактовых метасоматитах. Породы представлены габбро-долеритами.
Платиноносные рудные тела относятся к нескольким типам: пластообразные пологозалегающие слои с вкрапленностью пентландит-халькопирит-пирротинового состава; инъекционно-магматические сплошные руды плитообразных залежей, линз и жил; инъекционно-метасоматические прожилково-вкрапленные руды; брекчиевидные руды.
Наибольшие концентрации платины и палладия установлены в линзах и жилах сплошных руд внутри интрузивов. По содержаниям МПГ месторождения являются уникальными: содержание Pd достигает 200 г/т (ранее до отработки до 2 кг/т), Pt - до 60 г/т, Rh - до 17 г/т. Максимально обогащенными Pd являются руды Октябрьского, а Ir и Ru - Талнахского месторождения.
Состав руд отличается большим количеством минералов и разнообразием минеральных форм платиноидов. На Октябрьском месторождении установлены минералы платины и палладия. Главными являются паоловит Pd2Sn и соболевскит PdBi. На Норильском месторождении преобладают ферроплатина (Fe,Ni,Cu)Pt и рустенбургит (Pt,Pd)3Sn, встречаются железистая платина Pt3Fe2, плюмбопалладинит Pd3Pb2, сперрилит PtAs2 и другие.
Минералы платиноидов образуют микроскопические мономинеральные выделения размером 1-15 мкм или полиминеральные сростки до 70 мкм.
В Печенгском районе (Кольский полуостров) запасы МПГ более чем в 100 раз уступают норильским. Наиболее значительными в этом районе являются Ждановское и Заполярное месторождения. Из платиновых минералов здесь установлены сперрилит, атокит, меренскит, майченерит и другие. Содержание Pt - 0,02-0,23 г/т, Pd - 0,04-0,39 г/т.
К менее значительным по запасам и ресурсам сульфидным платиноидно-медно-никелевым принадлежит ряд месторождений и рудопроявлений ВКМ, изучаемых группой научных сотрудников под руководством проф. Н.М.Чернышова. Это Мамонский тип месторождений, связанных с интрузиями дунит-перидотит-габбро-норитовой формации. Главным концентратором МПГ являются магнезиальные дифференциаты (дуниты, перидотиты, оливиновые пироксениты). Содержания платиновых металлов составляют: 1,109 г/т (Pt - 0,02-0,8, среднее 0,091; Pd - 0,005-0,06, среднее 0,018) в дунитах. Содержания платиновых металлов заметно снижаются в перидотитах и серпентинитах. Общая закономерность для месторождений мамонского типа - преобладание Pt над Pd.