Латеритные золотоносные коры выветривания

Золотоносные коры выветривания. Их типы и физическая характеристика

Коры выветривания [8, 26, 36, 37, 40] распространены в складчатых областях эвгеосинклинального и миогеосинклинального режимов развития и приурочены к антиклинорным и синклинорным структурам. Иногда они наблюдаются также в активизированных платформенных областях.

Месторождения золота в корах выветривания и генетически связанных с ними древних россыпей обычно располагаются на закрытых пенепленизированных территориях. Они приурочены к погребенным под рыхлыми (неконсолидированными) отложениями мощностью до первых сотен метров палеодолинам, карстовым образованиям и преимущественно расположены в эрозионно (денудационно) – структурных депрессиях, бортах и днищах последних.

Древние глинистые россыпи, связанные с корами выветривания, локализуются в понижениях плотика, часто обусловленных карстом.

Золотоносные коры выветривания развиваются по комплексу пород, вмещающему коренное золотое оруденение (вулканогенных, вулканогенно-терригенных, терригенно–карбонатных, терригенных и разнообразных интрузивных – от плутонических до гиповулканических) и по первичным рудным телам (Олимпиадинское, Воронцовское, Рудничное и др. м–ния, рис. 3). Их петрографический состав во многом определяет минеральный состав и особенности строения минералого–геохимических зон профиля выветривания; особенно четко это прослеживается на корах выветривания неполного профиля.

Рис. 3.

Степень преобразования рудовмещающих пород и руд нарастает от нижних к верхним горизонтам профиля коры выветривания. В ее зрелых горизонтах качественные и количественные изменения вещества приводят к формированию иного типа руд, резко отличающихся от эндогенных.

Среди золотоносных кор выветривания выделяется ряд генетических, литологических, минералогических, морфологических и технологических типов и подтипов, формирование которых определяется сочетанием многих факторов. Главные из них можно сгруппировать таким образом [8, 26, 40]:

– наличие коренного источника, его вещественная принадлежность (соотношение в нем сульфидов, теллуридов и кварца) в равной мере влияет на формирование основных типов и подтипов ЗКВ;

– степень гипергенной проработки руд и направленность минералого-геохимических процессов при выветривании, зависящие от тектонической и климатической обстановки эпохи корообразования, а также от продолжительности процессов выветривания;

– рельеф, в прямой зависимости от которого находится мощность зоны вертикальной фильтрации грунтовых вод и условия дренажа, во многом определяет минералого-геохимическую направленность гипергенеза. Например, на плато, холмистых равнинах создавались благоприятные условия для формирования латеритного профиля выветривания, в низинах – для глинистого (каолинитового) профиля;

– величина денудационного среза, зависящая от тектоно–климатических особенностей этапов корообразования и последующих геологических этапов развития территории. Она определяет характер сохранившегося профиля выветривания; от нее зависит сохранность тех или иных минералого-геохимических горизонтов ЗКВ на уровне эрозионной поверхности современного этапа развития Земли.

В общем случае геоэлектрический разрез месторождения золота в корах выветривания представляется как трехслойный – перекрывающие рыхлые отложения, кора выветривания, коренные породы (породы основания), содержащие зоны тектонических нарушений, дайки, первичные рудные тела, зоны минерализации и т.д.

В рыхлых образованиях обычно отмечается сложное чередование литологически различных горизонтов, что приводит к большому разнообразию физических характеристик этой толщи. Последние зависят не только от их минерального состава, но и от обводненности пород, количества и крупности обломочного материала, химизма водных растворов, мерзлотной обстановки и т.д. [28] (см. табл. 1).

Электромагнитные свойства кор выветривания определяются свойствами (r, e, æ, m) слагающих их минералов (см. табл. 1 и 2), концентрацией и сочетанием этих минералов, степенью водонасыщенности, структурными и текстурными особенностями данных геологических образований. Поскольку характер преобразования исходных пород и руд в пределах профиля коры выветривания не остается постоянным, имеющая место в большинстве случаев её геохимическая или минеральная зональность обусловливает, как правило, изменение величин указанных выше электромагнитных параметров от нижних горизонтов профиля к верхним. Физические свойства ЗКВ разных генетических, литологических, минералогических, морфологических типов и подтипов обычно заметно отличаются между собой.

Электрические свойства коренных пород зависят главным образом от их петрографической принадлежности, степени метасоматического преобразования, тектонической нарушенности, водонасыщенности, а рудных тел – от их минерального состава, структуры и текстуры руд [28] (см. табл. 1). Их магнитные свойства (табл. 2) определяются в основном содержанием в них ферромагнитных и суперпарамагнитных минералов. Величина æ, а следовательно и m,зависит, кроме того, от размеров зерен этих минералов, структурных и текстурных особенностей геологических образований, температуры и давления [28].

Геологами – специалистами в области экзогенной золотоносности, выделяются три основных геолого-генетических типа ЗКВ, отличающихся условиями формирования, минералого-геохимическими и литологическими особенностями и строением гипергенного профиля [26]: глинистые и латеритные коры выветривания и «железные шляпы». Глинистые ЗКВ для России представляют наибольший интерес и на ближайшую перспективу будут иметь ведущее значение [26]. Золотоносные латериты в нашей стране распространены ограниченно, но относятся к потенциально перспективному типу. Что касается «железных шляп», то к настоящему времени этот тип кор выветривания в значительной степени отработан. Однако многие рудопроявления, представленные зонами окисления сульфидной минерализации, остаются не разведанными и со слабоизученной (или вообще невыясненной) их золотоносностью. Нуждаются в переоценке золотоносности ранее отрабатывавшиеся и некоторые ныне отрабатываемые месторождения «железных шляп».

Железные шляпы»

Золотоносные «железные шляпы» [8, 26] образуются при окислении первичных руд золотосодержащих медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений, реже – золото-сульфидных.

Рис.

Данные образования, в случае полного профиля выветривания, представляют собой сложные геологические тела с вертикальной и горизонтальной зональностью (см. табл. 3). Они состоят преимущественно из различных водных окислов железа (гётит, гидрогётит, лимонит), нередко безводных (гематит), а также из минералов кремнезема (кварц, опал, халцедон), вторичных карбонатов меди (малахит) и свинца (церуссит), сульфатов (барит, ярозит, гипс, англезит), силикатов (хризоколла и др.); довольно часто присутствует самородная сера. Ценными компонентами являются золото и серебро, высвобождающиеся и накапливающиеся при разрушении сульфидных минералов. Причем, их концентрации в «железных шляпах», приуроченные к определенным её горизонтам, могут быть в десятки-сотни раз выше, чем в первичных рудах – см. табл. 3
[8, 26].

На образование «железных шляп» влияют такие параметры эндогенного оруденения, как условия залегания рудных тел, массивность руд, количество сульфидов в них и т.д. Чем больше сульфидов в первичных рудах, тем мощнее зона сернокислого выщелачивания, тем выше вторичные концентрации золота. Мощность «железных шляп» колеблется от первых метров до нескольких десятков метров и даже до 100-150 м. При этом в ней выделяются следующие зоны (снизу вверх): вторичного сульфидного обогащения, выщелачивания и окисления. Эти зоны подразделяются в свою очередь на подзоны, различающиеся между собой минеральным составом, мощностью, особенностями строения, степенью золотоносности и физическими свойствами слагающих их образований – см. табл. 1, 2, 3.

Поскольку ЗКВ данного типа развиваются, как правило, над рудными телами, сложенными сплошными сульфидными рудами, имеет место резкая электрическая контрастность между последними и большинством образований «железных шляп». Удельное сопротивление таких руд колеблется в большинстве случаев от 0,001–0,01 до десятых долей омметра (см. табл. 1). Нижние горизонты зоны вторичного сульфидного обогащения, непосредственно перекрывающие первичные руды и представленные трещиноватыми и кавернозными их разностями, характеризуются меньшей электропроводностью – величины могут измеряться единицами – десятками омметров. Вверх по разрезу, по мере потери связности и постепенного превращения первичных руд в рыхлую массу, состоящую из мелких зерен сульфидов, кварца, гипергенных минералов, сопротивление образований данной зоны возрастает и может достигать сотен омметров.

Зоны выщелачивания и окисления сложены в целом плохо проводящими образованиями. Если низы подзоны пирит-серно-кварцевых сыпучек обладают примерно таким же сопротивлением, что и верхние горизонты зоны вторичного сульфидного обогащения (сотни омметров), то выше по разрезу с уменьшением количества пирита сопротивление пород-сыпучек возрастает до первых тысяч омметров.

К самым высокоомным образованиям ( =10⁴–10⁷ Ом×м) «железной шляпы» относится подзона самородной серы. Помимо последней, этот горизонт содержит прослои кварца.

Для верхней части зоны выщелачивания (подзона кварцевых сыпучек) и целиком зоны окисления характерны значения , изменяющиеся от нескольких сотен до первых тысяч омметров в зависимости от минерального состава, степени разрыхленности и водонасыщенности слагающих их образований.

Представление о величинах относительной диэлектрической проницаемости (e_ас) как для отдельных минералов, входящих в состав ЗКВ рассматриваемого типа, так и в целом для выделяемых зон и подзон «железной шляпы», можно составить на основании табл. 1. Так, согласно этой таблицы низкими значениями данного параметра (3-6) обладают самородная сера, сухие гипс и глинистые минералы, лимонит и безводные кварцевые образования, опал, а высокими (более 15-20) – магнетит, большинство сульфидов, отдельные разновидности окислов и гидроокислов железа и других гипергенных минералов.

Перекрывающие «железные шляпы» рыхлые песчано-глинистые отложения обычно обладают большей электропроводностью, чем образования рассматриваемого типа ЗКВ (см. табл. 1); лишь сухие пески могут иметь близкие с последними значения r ₀ (от нескольких сотен до 2000-4000 Ом×м). Дифференциация «железных шляп» и перекрывающих их терригенных пород по параметру e в большинстве случаев несущественная и только у сильно обводненных песчаных отложений диэлектрическая проницаемость может в 5-10 раз (и более) превышать величины e для кор выветривания данного типа.

Образования, слагающие «железные шляпы», как правило, практически немагнитны или слабо магнитны: для большинства их æ=10^-4-3×10^-3 ед. СИ (m_отн»1). Лишь для отдельных горизонтов зоны окисления, содержащих в заметном количестве гематит (иногда магнетит, ильменит), величина æ может достигать 0,05-0,1 ед. СИ (m_отн»1.05-1.10). Перекрывающие их терригенно-осадочные отложения характеризуются значениями (m_отн»1). Первичные сульфидные руды, питающие ЗКВ, при низком содержании в них пирротина также практически немагнитны, а при высокой концентрации этого минерала они становятся слабо и даже умеренно магнитными (см. табл. 2).

Латеритные золотоносные коры выветривания

Под латеритами [8, 26] понимаются элювиальные образования латеритной коры выветривания (ЛКВ), происходящего в тропических зонах Земли. Обычно они имеют красный цвет, твердое каме­нистое (на воздухе), сильно пористое или землистое сложение, иногда бобовую структуру и состоят в основном из каолинита, окислов железа, гиббсита, магнетита и др. Автор наблюдал подобные образования в разрезе над золотосульфидными месторождениями Иоурирн и Игуадран в Марокко.

Латеритный тип коры выветривания при соответствующих климатических и геоморфо­логических условиях может формироваться на горных породах любого состава, но предпоч­тительнее на магматических образованиях, глинисто-сланцевых и известково-сланцевых метаморфических комплексах. С латеритами, развитыми на ультраосновных породах, связаны месторождения железных руд и силикатного никеля (в ряде случаев содержащие значительное количество хрома и кобальта), на основных, щелочных и глинистых породах – элювиальные месторождения бокситов. В латеритах, возникших в результате выветривания магматических образований кислого состава, иногда наблюдается концентрация золота.

При фopмиpoвaнии ЛКВ [8, 26] интенсивность гипергенных процессов столь велика, что все первичные минералы распадаются, а многие элементы частично или полностью выносятся. В частности, происходит разложение алюмосиликатов и силикатов исходных пород, вынос щелочей, щелочных земель, кремнекислоты, накопление в верхней зоне коры выветривания простых, наиболее устойчивых в окислительных обстановках приповерхно­стных горизонтов соединений – водных оксидов алюминия, железа, марганца и кремния. В результате этих процессов образуется зонально построенная кора выветривания (рис. 3), достигающая мощности нескольких десятков метров, иногда более 100 м. Самая нижняя её часть представлена продуктами механического разрушения исходных горных пород, превращенных в щебенку и слабо затронутых химическим изменением. Выше следуют зоны с более интенсивным разложением материнских пород и превращением их в образования иного минерального (химического) состава с иными структурными и текстурными особенностями.

Происходящие при выветривании глубокие физические и химические изменения первичных золотосодержащих руд и минерализованных зон сопровождаются высвобождением золота. Формационная принадлежность эндогенного оруденения, являющегося источником питания рассматриваемого типа ЗКВ, может быть различной, но чаще всего оно относится к золото-сульфидной и зoлото-сульфидно-кварцевой рудным формациям. Источником золота может быть и оруденение зoлoтo-кварцевой формации, если оно представлено серией кварцевых жил (месторождение Куиба, штат Maтy-Гpoуcy в Центральной Бpaзилии; Глэссон в Зап. Австралии и др.).

Для данного типа ЗКВ характерно накопление и промышленная концентрация золота на 1–3 горизонтах. При этом на одних месторождениях рудные тела приурочены к горизонтам собственно латеритов, железисто-каолинитовых глин и сапролитам (рис.3), на других богатые тела формируются в железисто-каолинитовых образованиях, а перекрывающие их латериты могут оказаться безрудными. На ряде месторождений золотоносными являются и покровно–почвенные горизонты.

Характерной особенностью ЛКВ является появление в них самородков золота. Последние обогащают верхние горизонты профиля выветривания. Очень часто самородки наблюдаются на слабо минерализованном коренном субстрате.

Ввиду зонального строения латеритной коры выветривания она не является однородным физико-геологическим объектом. Из–за различия в вещественном составе, степени водонасыщенности, структурных и текстурных особенностях слагающих её горизонтов последние отличаются между собой по электромагнитным параметрам. В качестве иллюстрации на рис. 4 представлена обобщенная физико-геологическая модель (ФГМ) профиля коры выветривания данного типа. При её построении использовались геологические материалы зарубежных исследователей Р. Монти, А. Вилсон и др., заимствованные из работы [8], и данные таблиц 1 и 2. Опираясь на эти таблицы, для разных горизонтов коры, а также коренных пород и первичных руд приведены наиболее вероятные значения удельного сопротивления на постоянном токе (в Ом×м), магнитной восприимчивости æ (в системе единиц СИ) и асимптотические величины относительной диэлектрической проницаемости e_¥.

Рис. 4.

Как видно из рисунка, сопротивление коренных пород, в зависимости от их типа и состава, колеблется от 500–1000 до 2000–5000 Ом×м, а величина e_ас – от 12 до 7. Содержащиеся в них первичные руды характеризуются следующими электрическими свойствами: =50–250 Ом×м, e_ас =20–40 в случае приуроченности руд к зонам прожилково-вкрапленной сульфидной минерализации (золото–сульфидная формация) и соответственно 2000–20 000 Ом×м и 4–7 в случае их приуроченности к кварцевым жилам (золото–кварцевая формация).

Залегающие в низах коры выветривания сапролиты (химически измененные материнские породы, потерявшие первоначальную прочность, но сохранившие свою макроструктуру) обладают большей электропроводностью, чем исходные породы. Контрастность по r ₀ особенно велика, если сапролиты развиты по интрузивам. Различие в диэлектрической проницаемости несущественно. Лишь в случае увлажненности сапролитов их значения e_ас могут превышать указанные на рисунке величины этого параметра примерно в 1,5 раза.

Самыми низкоомными образованиями латеритной коры выветривания являются глины: их сопротивление колеблется от 20 до 100 Ом×м. Что касается диэлектрической проницаемости, то она у них небольшая – от 5–7 до 8–10. К хорошо проводящим отложениям ( =50–200 Ом×м) относится и речной аллювий, довольно часто золотоносный; из-за его нередкой обводненности величина e_ас достигает 10–15 и выше.

Латериты по рассматриваемым электрическим параметрам близки к сапролитам. Перекрывающие их отложения покровно-почвенного горизонта более электропроводны при мало отличающихся значениях e_ас (см. рис. 4).

Коренные породы, подстилающие латеритную кору выветривания, как и большинство слагающих её образований, или практически немагнитны или слабо магнитны (m_отн»1). Это относится и к первичными рудам. Латериты при относительно высоком содержании в них магнетита могут обладать значениями m_отн, достигающими 1,1–1,2 (как и речной аллювий – см. рис.4).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: