2. ГЕОЛОГИЯ, МЕТОДЫ ПРОГНОЗА, ПОИСКОВ, ОЦЕНКИ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
2.1. Металлические и неметаллические полезные ископаемые
Общие вопросы и методология. Металлогенический (минерагенический) кодекс России является третьим отечественным геологическим кодексом (после стратиграфического и петрографического); он не имеет аналогов в мире. Кодекс предназначен для использования при геологическом изучении недр и воспроизводстве минерально-сырьевой базы в качестве нормативно-методического документа (стандарта). Он регламентирует правила выделения и изучения металлогенических (минерагенических) таксонов, устанавливает их классификацию, систематику, таксономию, терминологию и номенклатуру. Кодекс состоит из 9-ти глав, содержит 49 статей и 18 приложений. При его составлении учтены отечественные и мировые разработки в областях металлогении (минерагении), тектоники, геохимии, формационного анализа и рудообразования [Металлогенический кодекс России. // ГЕОС. МЦГК Геокарт. -М. -2012. 126 с.].
Мировой океан занимает коло 70% земной поверхности. На его дне находятся разнообразные полезные ископаемые и протекает интенсивный рудогенез. Океанические осадки, сформировавшиеся поверх коренных пород, по сути дела, утверждает Г.С. Ануфриев - запись последних, по крайней мере, 50 миллионов лет развития Земли. Для того чтобы «прочитать» эту информацию, необходимы надежные методы определения возраста и скоростей роста океанических отложений. Данная геохронологическая задача нашла свое решение при помощи неравновесных методов ядерной геохронологии. При исследовании дна океанов на поверхности донного ила были разведаны огромные поля железомарганцевых конкреций (ЖМК). Возник серьезный интерес к этим полиметаллическим рудам - перспективному сырью для химической и металлургической промышленности. Однако происхождение этих руд, связанное с транспортом железа и марганца в океаны, с циркуляцией океанической воды, процессами диагенеза и биогенеза, до сего времени не ясно. Для датирования этих руд были использованы те же методы ядерной геохронологии, которые применялись при датировании океанических донных глин и илов. Однако отмеченные методы применимы только при выполнении определенных условий, одно из которых - постоянство скорости роста осадочной породы. Это условие не подтверждено ни экспериментальными ни теоретическими методами. В предположении существования этого необоснованного условия, экспоненциальное падение концентрации радиоизотопа, будь то Th-230 или Be-10, отождествляется с экспоненциальным законом радиоактивного распада, и в этом предположении измеряемая скорость роста конкреции составляет величину [Ануфриев Г.С. Современный метод датирования осадочных пород на основании стабильных изотопов. // 5 Российская конференция по изотопной геохронологии «Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов», Москва, 4-6 июня, 2012. Материалы конференции. -М. -2012. С. 39-41.].
А.К. Корсаков, В.Я. Федчук и А.Д. Межеловский в данной работе использовали классификацию зеленокаменных поясов с выделением трех основных генетических типов (плюмтектонический (доплейттектонический), пермобильный (переходный) и плейттектонический), основанную на их типоморфных особенностях, обусловленных сменой геодинамических режимов и механизмов формирования в связи с общей эволюцией Земли [Корсаков А.К., Федчук В.Я., Межеловский А.Д. Металлогения зеленокаменных поясов разных генетических типов. // Минерагения Докембрия. Материалы Всероссийской конференции, Петрозаводск, 11-13 нояб., 2009. -Петрозаводск. -2009. С. 121-123.].
А.Д. Верхотуров, Б.А. Воронов и Н.П. Романовский предложили идею дальнейшего развития Дальневосточного региона: превращение региона из поставщика сырья в поставщика материалов, продуктов и изделий. Основой идеи развития является общечеловеческий прогресс, учитывающий, прежде всего, его нравственный, духовный потенциал. Предложен материалогический аспект проблемы получения материалов - необходимость обработки сырья в регионе, его добычи с использованием высоких технологий, а также комплексного подхода: геология-горное дело-металлургия-экология. Проведены экспериментальные исследования по предложенным гипотезам, которые показали возможность получения высокоэффективных материалов в Дальневосточном регионе с использованием высоких технологий. Представляется необходимым создание материалогического кластера, разрабатывающего и выпускающего перспективные материалы и изделия из минерального сырья в регионе его добычи с использованием высоких технологий, а также выпускающего оборудование для переработки минерального сырья [Верхотуров А. Д., Воронов Б. А., Романовский Н. П. Комплексная и рациональная переработка минерального сырья - основа устойчивого развития Дальневосточного региона. // Вопросы геологии и комплексного освоения природных ресурсов Восточной Азии. 2 Всероссийская научная конференция, Благовещенск, 15-16 окт., 2012. -Благовещенск (Амур. обл.). -2012. С. 250-254.].
И.Г. Минеева, А.И. Макаров и А.В. Одерова рассматривают некоторые новые аспекты методологии глубинных поисков U и Au-U месторождений в докембрийских палеорифтогенных структурах на примере нескольких регионов (Украинского и Алданского щитов, Прибайкальской рифейской и Северо-Казахстанской герцинской складчатых областей). Рифтовая модель Au-U рудообразования, разработанная для докембрийских щитов, позволяет определить металлогенические аспекты зарождения, масштабы проявления, трансформации и разрушения древней рудообразующей комплексной Au-U системы. Выяснены условия для унаследования долгоживущих палеорифтогенных рудоносных структур в фанерозое, что позволяет предложить новую методологию глубинных поисков U, Au-U и Au месторождений, единую для докембрийских щитов, докембрийских и фанерозойских складчатых областей [Минеева И.Г., Макаров А.И., Одерова А.В. Новая методология глубинных поисков U и Au-U месторождений в палеорифтогенных структурах. // Разведка и охрана недр. -2013. -№ 7, с. 3-11.].
На примере Байкало-Патомского региона Т.Н. Сириной проведен анализ геодинамических обстановок формирования оруденения. На основе геолого-эволюционной модели эндогенного рудообразования установлена позиция каждого формационного типа оруденения с учетом геохимических свойств рудного элемента в процессе формирования континентальной коры. Выявленные закономерности могут служить основой для прогноза эндогенного оруденения месторождений золота, олова, урана и металлогенической оценки территорий [Сирина Т.Н. Металлогенический анализ территорий на основе палеогеодинамических реконструкций становления и развития континентальной коры. // Разведка и охрана недр. -2013. -№1.].
М.М. Приназаров, М. Приназаров, Ж.Ж. Мовланов и др. провели рудно-формационную систематику рудных месторождений, участков и проявлений, разработаны прогнозно-поисковые модели и комплексы благороднометалльно-редкометалльного оруденения Саутбайсарытауского рудного узла [Приназаров М.М., Приназаров М., Мовланов Ж.Ж. и др. Прогнозно-поисковые модели и комплексы золоторудных и золотосодержащих вольфрамовых, серебряных и медных месторождений и проявлений Саутбайсарытауского рудного узла. // Геол. и мин. ресурсы. -2012. -№ 6.].
И.И. Куприяновой дан краткий анализ условий и факторов локализации месторождений стратегически важного элемента - бериллия. Рассмотрено влияние характера металлогенической провинции на формационный тип магматизма и соответствующий ему тип бериллиевого оруденения. Отмечено, что основной проблемой существующей МСБ бериллия в России является ее низкое качество. Сформулированы экологические требования к отработке уникального Ермаковского флюорит-бертрандит-фенакитового месторождения (Республика Бурятия) и к вовлечению в промышленное использование крупного техногенного месторождения в хвостохранилищах Ярославского горно-рудного предприятия (Приморье) [Куприянова И.И. Геодинамический, магматический и структурно-литологический контроль локализации бериллиевого оруденения и его влияние на экологическую ситуацию. // Разведка и охрана недр. -2013. -№2.].
Анализируется физика процессов образования металлических наночастиц из флюидных растворов в гидротермально-магматических рудообразующих системах. Е.Ф. Приходько, А.Ф. Морозов и С.А. Володько предложили модель образования таких наночастиц под воздействием естественного ионизирующего излучения. Рассмотрены базисные сценарии процессов образования, переноса, отложения и выноса наночастиц, а также роль наночастиц в системе рудообразования золотокварцевой малосульфидной формации [Приходько Е.Ф., Морозов А.Ф., Володько С.А. Эволюция наночастиц в литосфере. // Регион. геол. и металлогения. -2013. -№ 55.].
Приведены результаты количественного прогнозирования эндогенного оруденения с использованием ГИС-технологий. Е.Г. Иволга и Ю.Ф. Манилов предложили пространственно-статистические прогнозные модели, создаваемые на основе изучения эмпирических пространственностатистических связей между рудными объектами и элементами геопотенциальных полей. Выявлены новые региональные особенности размещения золотого и оловянного оруденения в пределах юга Дальнего Востока России [Иволга Е.Г., Манилов Ю.Ф. Прогнозирование оловянного и золотого оруденения на основе геофизической информации с применением ГИС-технологий (на примере юга Дальнего Востока России). // Изв. СО Секц. наук о Земле РАЕН. -2013. -№ 1.].
Геохимические методы поисков. Диффузия двухвалентных переходных металлов в глубокой мантии важна для понимания размерности мантийной неоднородности, переноса вещества через корово-мантийную границу и степени равновесия системы в период формирования коры. Представлены результаты экспериментов и теоретических рассчетов по диффузии Ni, Co, Fe и Mn в периклазе и о первичном хранилище этих элементов в земной нижней мантии. Периклаз, использованный в экспериментах, был дополнен 550 ппм Al3+ для фиксации вакантной концентрации катиона, и эксперименты проводились при давлении 2 ГПа и температурах между 1673 и 2073° К. Изменчивость в коэффициентах диффузии среди переходных металлов, как было установлено, остается менее фактора три, и возрастает в порядке Ni Crispin Katherine L., Saha Saumitra, Morgan Dane, Van Orman James A. Diffusion of transition metals in periclase by experiment and first-principles, with implications for core-mantle equilibration during metal percolation. // Earth and Planet. Sci. Lett. -2012. -357-358. с. 42-53.].
И.С. Гольдберг, Г.Я. Абрамсон и В.Л. Лось приводят результаты многолетних геохимических исследований, по данным которых установлено наличие сопряженных в пространстве положительных и отрицательных аномалий для рудных объектов различных рангов – от региональных до локальных. Эти аномальные поля объединяются в рудные геохимические системы со своей внутренней зональностью. Размеры систем являются важным поисковым признаком. Такие полярные геохимические системы могут быть объяснены на основе геоэлектрохимической модели [Гольдберг И.С., Абрамсон Г.Я., Лось В.Л. Геохимический образ рудных объектов - от региональных до локальных - основа прогноза и поисков месторождений по технологии «IONEX». // Разведка и охрана недр. -2013. -№8.].
В.Н. Удачин, П.Г. Аминов и др. представляют результаты исследования геохимии окружающей среды при горно-промышленном техногенезе в условиях Южного Урала. Рассмотрены процессы изменения природной атмосферной миграции микроэлементов, их накопления и трансформации в депонирующих средах, изменение форм нахождения тяжелых металлов в системах: атмосфера - почва, атмосфера - водная поверхность, вода - донные отложения. Выделены 3 типа воздушного переноса металлов на Южном Урале: трансграничный фоновый перенос, «уральский» перенос и локальный перенос, характеризующийся незакономерной и часто меняющейся по направлениям миграцией полютантов. Рассчитаны факторы обогащения тяжелых металлов в атмосферных осадках, почвенных профилях и донных отложениях. В основных депонирующих средах зафиксированы металлургические фазы, отвечающие стадии шахтной плавки. Аэрально загрязненные почвы представляют собой потенциальный источник эколого-токсикологической опасности тяжелых металлов [Удачин В.Н., Аминов П.Г. и др. Формы нахождения тяжелых металлов в воздухе и депонирующих средах при горно-промышленном техногенезе на Южном Урале. // Естеств. и техн. науки. -2012. -№ 6, с. 215-222.].
М.М. Курбановым и др. обобщен материал по типам руд детально разведанного колчеданного месторождения Кизил-Дере в черносланцевых формациях Северного Кавказа. В распределении текстурно-минералогических и технологических типов руд на месторождении Кизил-Дере проявлена четко выраженная объемная зональность, которая является единой для всех рудных тел независимо от их гипсометрического положения. Закономерное размещение текстурно-минералогических и, соответственно, технологических типов руд, как и строение эндогенных геохимических ореолов и зоны околорудно-измененных пород, находится в тесной зависимости от степени дробления породного субстрата на отдельных участках рудовмещающей структуры и эволюции состава и физико-химических особенностей рудоносных растворов [Курбанов М.М. Типы руд колчеданного месторождения Кизил-Дере. // Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Материалы 2 Всероссийской научно-технической конференции, Грозный, 8-10 нояб., 2012. -Грозный. -2012. С. 162-168.].
А.В. Маслов рассматривает литогеохимические методы исследований, массовое изотопное датирование детритовых цирконов и исследование особенностей химического состава ряда минералов тяжелой фракции песчаников [Маслов А.В. О некоторых инновационных направлениях современных литологических исследований. // Приоритетные и инновационные направления литологических исследований. Материалы 9 Уральского литологического совещания, Екатеринбург, 23-25 окт., 2012. -Екатеринбург. -2012. С. 103-105.].
Р.И. Конеев и Р.А. Халматов методами наноминералогии и наногеохимии изучили руды крупных месторождений золота Узбекистана (Мурунтау, Даугызтау, Чармитан, Кочбулак, Кызылалмасай и др.), которые образуют три рудных района - Кызылкумский, Нуратинский и Кураминский. Месторождения сформированы зональным рядом геохимических типов /Au-W/Au-As/Au-Te/Au-Ag/Au-Sb/Au-Hg/ и сопутствующих минеральных ассоциаций. Для каждого типа характерны определенные элементы-примеси, соединения золота и его микронаноансамбли. На основе полученных и других данных сделан вывод об образовании месторождений под влиянием мантийных плюмов (горячих точек), которые накладывались на коровую архитектуру, сформировавшуюся в результате субдукционных процессов [Конеев Р. И., Халматов Р. А. Некоторые аспекты минералогии, геохимии и генезиса руд месторождений золота Узбекистана. // Руды и мет. -2013. -№ 2, с. 31-38.].
Механизм растворения кварца и аморфного SiO2, считает Т.А. Соколова, происходит за счет адсорбции молекул воды с последующим образованием четырех силанольных групп вокруг атома кремния и отсоединением молекул ортокремневой кислоты от поверхности. Скорость растворения кварца при рН 7 и 3 составляет соответственно 10-15.72 и 10-16.12 моль/м2 с и возрастает на три порядка с увеличением рН от 7 до 10, а при прочих равных условиях - в растворах сильных электролитов и в присутствии анионов многоосновных органических кислот [Соколова Т.А. Процессы разрушения кварца, аморфных минералов кремнезема и полевых шпатов в модельных опытах и в почвах: возможные механизмы, скорость, диагностика. // Почвоведение. Анализ литературы. -2013. с. 98.].
Даховский рудный узел приурочен к одноименному горстовому поднятию. Молибденовая минерализация, как говорит Ю.В. Попов, обязана своим происхождением функционированию рудоизвлекающей магматической системы и генетически сопряженной с ней рудогенерирующей пневматолитово-гидротермальной системы, связанной с магматическим очагом позднеколлизионных малкинских гранитов. Присутствие в зоне Маркопиджского месторождения апатитизированных эклогитов указывает на формирование месторождений в зоне влияния возвратного течения метаосадочных пород в субдукционном канале, связанного с гидратацией мантийного клина, и приводящего к эксгумации эклогитов. Послеколлизионное снижение латерального давления обусловило проницаемость для флюидов, связанных с надсубдукционной циркуляцией, региональных разломных зон хрупкой коры, что и послужило причиной формирования специфичных минеральных ассоциаций, несущих «мантийные» минералого-геохимические черты, ослабевающие по мере угасания циркуляции. Отсутствие представительных геохимических данных не позволяет достоверно судить о характере резервуара, но специфика минерального состава рудных ассоциаций в целом не противоречит предположению о рудогенерирующей роли субдукцированного материала [Попов Ю.В. Минералого-геохимические особенности рудных ассоциаций Даховского рудного узла как маркер геодинамической типизации (Большой Кавказ). // Современные проблемы магматизма и метаморфизма. Материалы Всероссийской конференции, посвященной 150-летию академика Ф.Ю. Левинсона-Лессинга и 100-летию профессора Г.М. Саранчиной, Санкт-Петербург, 1-5 окт., 2012. -СПб. -2012. С. 136-138.].
|
