Генезис и минеральные ассоциации золота и платиноидов в месторождениях "черносланцевого" типа Казахстана

Основные результаты и выводы

1 - Актуальность наших исследований вытекает из двух проблем. Первая - в мире открыто большое количество месторождений «черносланцевого» типа, которые имеют различное толкование генезиса, в ближайшей перспективе будут представлять основной промышленный тип на золото и платиноиды. Вторая проблема - изучение форм, размеров и состояния нахождения золота и платиноидов в сульфидах и углеродистых соединениях является основой для оценки продуктивности этих месторождений и построение достоверной геолого-генетической модели.

2 - Черные сланцы объединяют большое разнообразие углеродистых формаций, разделенных на несколько типов: терригенно-углеродистые, карбонатно-вулканогенно-терригенно-углеродистые, вулканогенно-кремнисто-углеродистые, кремнисто-углеродистые, карбонатно-углеродистые, имеющие различную металлогеническую специализацию. На золото специализируются первые две формации.

3 - Разработана флюидогенная геолого-генетическая модель формирования высокопродуктивного флюидогенного оруденения золота и платиноидов в терригенно-углеродистых формациях с контрастным содержанием золото-мышьяковой геохимической ассоциации.

4 - Генезис золоторудных месторождений «черносланцевого» типа рассмотрен на примере суперкрупных золоторудных объектов. Одним из основных критериев оценки золотоносности считается проявление метасоматоза восстановленного типа. Руды золото-платиноидно-сульфидно-углеродистой ассоциации коррелируются с различными фациями углеродистых метасоматитов вулканогенного и плутоногенного рядов, развитых по вертикальной зональности.

5 - Особое место в формировании золотого оруденения занимают магматогенные брекчиевые тела - флюидизаты, формирующиеся в процессе эволюции эксплозивных систем и сопровождающиеся структурами взрыва и углеродистого метасоматоза. Углеродистый флюид - энергетический двигатель, в результате действия которого формировались флюидизаты и углеродистый метасоматоз. По данным изотопии углеродистое вещество имеет мантийное происхождение.

6 - Для типизации месторождений наиболее информативен состав продуктивных парагенных минеральных ассоциаций, проявленных на различных уровнях (макро-, микро- и нано-). Выделена золото-платиноидно-сульфидно-углеродистая ассоциация с большим разнообразием форм, размеров и состояний золота, платиноидов, редких земель как в сульфидах, так и в углеродистом веществе. В формировании промышленно значимой ассоциации установлена роль не только серы, но и углеродистого вещества антраксолит-шунгитового ряда.

7 - Впервые автором определены формы платиноидов в месторождениях Бакырчикского и Боко-Васильевского районов и месторождения Кварцитовые Горки, что имеет большое практическое значение и меняет статус этих месторождений на золото-платиноидный.

8 - Впервые определено наличие редкоземельных элементов в тесной ассоциации с золотом и платиноидами, включенных в состав микроминералов лантаноидной и иттриевой групп, имеющих оксидный состав в арсенопирите и интерметаллидный с золотом и платиноидами в шунгите.

9 - Наноминералы, развитые в приповерхностных фазах сульфидов переходящие в области развития шунгита, «занимают» различные наноструктурированные частицы, представленные нанотрубками и фуллерено- и графеноподобными структурами, что фиксирует эксплозивную природу не только магматогенных углеродистых флюидизатов (со взрывом), но и рудоотложения (фуллерены обычно формируются в условиях ударно-взрывных событий).

10 - 1) Формы связей золота и других благородных металлов с сульфидами: а) эндокриптное, самородное (золото развито в дефектах структуры сульфидов); б) химически связанное (в нанозоне) в приповерхностной части сульфидов. 2) Формы связей золота и платиноидов с углеродистым веществом: а) в приповерхностной зоне шунгита химически связанное, приуроченное к наноструктурированным частицам, наноразмерное; б) в микрозоне шунгита - самородное, а в нанозоне ? химически связанное, минеральное.

11 - Имеющиеся лабораторные исследования по созданию новой нанотехнологии обогащения и извлечения из тонкодисперсных руд «черносланцевого» типа (с учетом авторского патента 2003 г.) показали возможность извлечения нано- и микроформных компонентов благородных металлов с высоким, зачастую ураганным содержанием: по золоту на порядок выше, а по серебру на два порядка выше, относительно содержаний в исходных рудах и зафиксировать микромодель рудонакопления и формы их переноса на поверхности фуллеренов и графенов.

Основные достижения автора

1. Впервые в составе золото-сульфидной минеральной ассоциации определен шунгит в месторождениях золота Западной Калбы.

2. Определены углеродистые флюидизаты в золоторудных месторождениях «черносланцевого» типа.

3. Впервые доказано развитие метасоматоза восстановленного типа в месторождениях золота, локализованных в терригенно-углеродистых формациях.

4. Открыты формы платиноидов, золота и редких земель микро-наноразмерные в сульфидах и шунгите в золоторудных месторождениях «черносланцевого» типа.

5. Разработан способ извлечения благородных металлов из тонкодисперсных руд месторождений «черносланцевого» типа.

Все эти достижения подтверждаются публикациями статей, приведенных ниже.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации

1. Марченко Л.Г., Нарсеев В.А., Шибко В.С. Рудоносные вулканиты, обогащенные углеродистым веществом. // Доклады АН СССР, 1978. -Т. 240. - № 5. -С. 25-27.

2. Марченко Л.Г., Нарсеев В.А., Шибко В.С. Вулканиты, содержащие углеродистое вещество // «Вопросы металлогении, вещественного состава и геологического строения месторождений Казахстана». КазПТИ, Алма-Ата. 1978. -С. 15-19.

3. Марченко Л.Г., Шибко В.С. О вулканитах, содержащих твердое углеродистое вещество // «Известия АН КазССР». 1978. Сер. геол. -№ 5.. -С. 11-17.

4. Марченко Л.Г., Шибко В.С. Метасоматоз в рудных пачках черносланцевых толщ Казахстана // Рудоносные метасоматические формации Урала, часть II. Свердловск, 1978. -С. 8-11.

5. Марченко Л.Г. Природа углеродистого вещества в черносланцевых толщах Казахстана // Углеродистые отложения докембрия и нижнего палеозоя и их рудоносность. Фрунзе, «Илим».1978. -С. 21-27.

6. Марченко Л.Г., Нарсеев В.А., Шибко В.С., Ершов А.И. Вулканогенно-гидротермальные проявления в черносланцевых толщах Казахстана // Углеродистые отложения докембрия и нижнего палеозоя и их рудоносность.Фрунзе, «Илим», 1978. -С. 19-23.

7. Марченко Л.Г.и др. Находка шунгита в палеозойских породах Восточного Казахстана. ДАН СССР. 1979.- Т. 246. - № 2, -С 455-459.

8. Марченко Л.Г., Шибко В.С., Ершов А.И. Битуминозные лавы как один из ведущих критериев поисков золоторудных месторождений «черносланцевого» формационного типа // Материалы Всесоюзного семинара по вулканогенно-осадочному лито- и рудогенезу. Караганда, 1979. -С. 45-56.

9. Марченко Л.Г., Абдулкабирова М.А. Углеродисто-мышьяково-золоторудная формация // Металлогения Казахстана. Рудные формации. Месторождения руд золота. Алма-Ата. «Наука» КазССР. 1980. С. 49-52.

10. Марченко Л. Г. Рудоносные углеродистые формации // Условия формирования и закономерности размещения месторождений золота Казахстана. Алма-Ата: КазИМС. 1980. С. 82-94.

11. Марченко Л.Г. Рудоносные углеродистые формации // Основные критерии поисков месторождений золота в углеродистых формациях. Алма-Ата: КазИМС. 1980. С. 4-36.

12. Марченко Л.Г. Литологический состав золотоносных углеродистых формаций // Основные критерии поисков месторождений золота в углеродистых формациях. Алма-Ата: КазИМС. 1980. -С. 29-36.

13. Марченко Л.Г., Нарсеев В.А., Ершов А.И., Уваров В.В. Особенности взаимосвязи магматизма с золотым оруденением в углеродистых толщах. КазИМС. Там же. С. 50-69.

14. Марченко Л.Г. Углеродистое вещество в рудах и породах. КазИМС Там же. Алма-Ата. 1980. -С. 75-79.

15. Марченко Л.Г. Особенности металлоносности углеродистых докембрийских отложений Казахстана // Литология и осадочная геология докембрия. Алма-Ата: Наука. 1981. -С. 105-107.

16. Марченко Л.Г., Нарсеев В.А., Ершов А.И. Особенности локализации вулканогенно-гидротермальных проявлений золота в углеродистых толщах Казахстана // Проблемы осадочной геологии докембрия. Алма-Ата: Наука. 1981. -Т. 2. вып. 7. -С. 223-234.

17. Марченко Л.Г, О связи золото-кварцево-жильного и золото-сульфидно-углеродисто-вкрапленного оруденения в углеродистых толщах // Геология месторождений золота Казахстана. Алма-Ата: КазИМС. 1984. -С. 58-62.

18. Марченко Л.Г., Ковалевский В.К. Углеродистое вещество в золотом стратиформном оруденении // ДАН СССР. 1984, -Т. 279. -№ 4, -С. 982-985.

19. Марченко Л.Г. Генезис золотого стратиформного оруденения // Разведка и охрана недр. 1985. - № 7. -С. 7-12.

20. Марченко Л.Г., Крюков А.С. Уровни развития рудоносных углеродистых формаций Казахстана // Условия образования и закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов. Фрунзе. Илем. 1985. -С. 227-232.

21. Марченко Л.Г. Проблема генезиса и прогноза золотого стратиформного оруденения в углеродистых формациях. Доклад там же. Фрунзе. Илем. 1985. -С. 245-252

22. Марченко Л.Г. и др. Метасоматические критерии оценки перспектив золотого оруденения терригенно-углеродистых формаций // Опыт прогнозирования и оценки золоторудных месторождений Казахстана. Алма-Ата: Каз.ИМС. 1985. -С. 35-44.

23. Марченко Л.Г., Ищенко В.В. Метасоматиты, обогащенные углеводородами и минералами углерода при поисках и оценке перспектив золото-сульфидного вкрапленного оруденения // Оценка перспектив рудоносности геологических формаций при крупномасштабном геологическом картировании и поисках минерально-геохимическими методами. Ленинград, 1988. -С. 92-93.

24. Марченко Л.Г., Ищенко В.В. Кислородсодержащие углеводороды в золото-сульфидно-вкрапленном оруденении // ДАН СССР. 1989, -Т. 305, - № 5. -С. 1224-1227.

25. Марченко Л.Г. Характер и природа метасоматической зональности золоторудных месторождений «черносланцевого» типа // Проблемы рудных месторождений и повышения эффективности геолого-разведочных работ. Ташкент, 2003. -С 145-148.

26. Марченко Л.Г. Патент Республики Казахстан № 3304 от 2003г. «Способ извлечения благородных металлов из сульфидных руд и отходов их переработки».

27. Марченко Л.Г. Углеродистые флюидизаты на месторождениях золота, ассоциирующих с черными сланцами // Материалы XXXVII Тектонического совещания: «Эволюция тектонических процессов в истории Земли», Новосибирск, 2004. -С.355-360.

28. Марченко Л.Г. Углеродистые флюидизаты на месторождениях золота в черных сланцах // Геология Казахстана. Алматы, 2004. -С.45-50.

29. Марченко Л.Г., Ярцева Л.А., Xueqiu Wang. Черносланцевые толщи как источник золота и платины // Геология и охрана недр. Алматы. 2005. - № 2. -С. 40-44.

30. Марченко Л.Г. Генетические связи золотого оруденения с углеродистыми флюидизатами // Магматические, метасоматические формации и связанное с ними оруденение. Материалы научной конференции. Ташкент, 2005.-С. 242-243.

31. Марченко Л.Г. Наноминералогия благородных металлов: проблемы образования и обогащения тонкодисперсных руд // Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего Востока. Материалы научной конференции. Иркутск, 2005. -С.142-148

32. Марченко Л.Г. Нанотехнологии к проблеме образования и обогащения месторождений тонкодисперсных руд. // Известия НАН РК. 2005. Сер. геологическая. № 2. -С. 99-104.

33. Марченко Л.Г., Ярцева Л.А. Черносланцевые толщи, как основной поставщик золота и платины в Казахстане // Проблемы геологии и разведки месторождений полезных ископаемых. Материалы Международной конференции. Томск. 2005. -С.17-19.

34. Марченко Л.Г.,. Ярцева Л.А. Проблема генезиса медистых песчаников и их платиноносности: рудно-углеродистые флюидизаты на Джезказгане и наноформные платиноиды // Материалы Международной конференции, посвященной100-летию со дня рождения Кузнецова А.А. Новосибирск, 2006. -С. 89-95

35. Марченко Л.Г. Флюидизаты - проводники рудоносных восстановленных флюидов // Материалы конференции. Ташкент. 2006. -С. 65-69.

36. Марченко Л.Г. Модель формирования месторождений благородных металлов с тонкодисперсными рудами в черных сланцах // Геология и охрана недр. 2007.- № 1. -С. 33-41.

37. Марченко Л.Г., Комашко Л.В., Левин В.Л., Котельников П.Е., Глаголев В.А. Формы нахождения платиноидов в золоторудных месторождениях «черносланцевого» типа в Казахстане // Известия НАН РК. Сер. геологическая. 2007. -№ 6. -С. 20-26.

38. Марченко Л.Г. Шунгит в эндогенном оруденении // Геология Казахстана. Алматы, 2008. -С. 241-249.

39. Марченко Л.Г. Основы нанотехнологии для тонкодисперсных руд золоторудных месторождений // Промышленная геология. Москва, 2008. -№ 1. С.12-17.

40. Марченко Л.Г. Патент на изобретение РК. № 3304. 2003.

41. Марченко Л.Г. Рудоносные углеродистые формации Казахстана // Сер. геологическая Известия НАН РК, 2008. -. № 2, -С. 13-37.

42. Марченко Л.Г. О формах и характере ассоциативности благородных металлов с редкими и рассеянными элементами на месторождениях «черносланцевого» типа в Казахстане // Сер. геологическая. Известия НАН РК, 2008. - №.6. -С.49-69.

43. Марченко Л.Г. О нано- и микроформах и состоянии золота и платиноидов в сульфидах и углеродистых соединениях месторождений «черносланцевого» типа Казахстана // Сер. геологическая. Известия НАН РК. 2009. -№ 1-2. -С. 88-92.

44. Марченко Л.Г, Комашко Л.В. Золото-платиноидная нано-микроминералогия в решении проблемы комплексного освоения месторождений благородных металлов «черносланцевого» типа // Сер. геологическая. Известия НАН РК, 2009.- №3. -С. 71-82.

45. Марченко Л.Г. Роль шунгита и других углеродистых соединений в эндогенном оруденении // Сер. геологическая. Известия НАН РК. 2010. -№ 1. -С. 50-57.

46. Марченко Л.Г. Микро-наноминералогия золота и платиноидов в черных сланцах. Алматы: Интерпресс-Казахстан, 2010. -146 с.

47. Марченко Л.Г. Нетрадиционные месторождения платиноидов или комплексные золото-платиноидные месторождения «черносланцевого» типа (микро-наноминералогия) // Геология и охрана недр. 2011. -№ 4. -С. 76-85.

48. Марченко Л.Г. Проблема генезиса медистых песчаников и их платиносности: рудоуглеродистые флюидизаты на Джезказгане // Серия геологическая. Известия НАН РК, 2011. - № 4.-С.42-46.

49. Марченко Л.Г., Комашко Л.В. Платиноиды на золоторудных месторождениях «черносланцевого» типа Казахстана (микро-наноминералогия) // Монография: Платиноиды России, Томск. 2011. (в печати)

50 Марченко Л.Г., Комашко Л.В. Роль наноструктурированных частиц и углеродистых пленок в накоплениях благородных металлов на месторождениях «черносланцевого» типа. // Международная конференция. Австралия. 2011. (в печати)

51. Marchenko L.G. , Komashko L.V. The role of nanostructured particles and carbon films in accumulation of precious metals on deposits «black shale» type// Известия НАН РК. Сер. геологическая. 2011. -№5. -С. 76-85

Приложение

Рис. 1 Наноструктурированные образования (а,б) - Бакырчик, в - Кварцитовые Горки, г - Васильевское (микрофото на просвет).

Рис.2. Формы микроминералов благородных металлов в рудной зоне. Микрофото в отраженных электронах. Месторождение Большевик.

Рис. 3 Углеродистые наноструктуры (а-г), золото и платиноиды из шлиха обогащения руд месторождения Большевик (микрофото на просвет)

а - кристаллы удлиненной формы (нанотрубки) игольчатого типа размером до 100 нм с уплотнениями вдоль оси удлинения ~5 нм. Микродифракционная картина МДК представлена рядами рефлексов и может быть отнесена к марказиту - FeS2 - (АSTM, 3-799) в смеси с сульфосолью серебра и мышьяка - биллингслеит Ag7AsS6- (АSTM, 11-1334) и арсенида платины - спериллита - PtAs2 - (АSTM, 9-482);

б - наноструктурированный кристалл с гексагональным мотивом огранки, состоящий из полупрозрачных частиц размером ~20 нм. Микродифракционная картина (МДК) представлена широким набором рефлексов и может быть отнесена прежде всего к петровскиту - AgAuS - (ASTM, 19-1146) и FeAs4O12 - (ASTM, 33-643) и O2AsF6 - (ASTM, 16-771)];

в - скопление агрегатов, составляющие дендриды («осьминоги») из полупрозрачных фуллереноподобных округлых частиц размером 20-40 нм, более крупные - 60-80 нм. МДК представлена небольшим набором колец, которые можно отнести к Pd4S (ASTM 10-335);

г - крупные плотные частицы - укороченные нанотрубки различной формы, в поперечнике до 200 нм. В их окружении наблюдаются мелкие плотные частицы размером 10-20 нм и полупрозрачные графеноподобные пластинчато-чешуйчатые. МДК снята с различных участков и представлена небольшим набором рефлексов и может быть отнесена к смеси фаз: CuPrS- Hauslaite (АSTM, 29-574), PrS1,7 (АSTM, 16-466), AuO (АSTM,23-278), K2PdCl4 (АSTM, 12-412), PtCl2 (АSTM, 16-64), AuPr (АSTM, 19-529), Pd2Sb (АSTM, 23-36), Pd6As (АSTM, 26-118), Pt5Ti (АSTM, 18-979), Pr2Co17 (АSTM, 19-388), Au6Pr (АSTM, 26-1128).

а, б - фуллереноподобное вещество в квазижидком фазовом состоянии;

в - «фуллерен» - форма объемная, углеродистая, фуллереноподобная, полая, полупрозрачная структура микронного размера с признаками гексагондодекаэдра, на поверхности которой развиты графитоподобные пластинчатые плотные кристаллы с гексагональным мотивом огранки (фуллереноподобные структуры) размером 100 нм. Микродифракционная картина с набором межплоскостных расстояний для d1 = 3,47 ?; d2 = 2,09 - 2,12? - (графитоид);

г - «вулкан» - форма полупрозрачная, конусообразная, углеродистая, толстая пленка, в участках разрушения которой наблюдается ячеистое строение с размером ячеек первые нанометры с гексагональным мотивом огранки. По краям ячеек развиты плотные мелкие частицы, представленные набором рефлексов, которые относятся к смеси большого разнообразия минеральных нанофаз, в том числе, к сперрилиту PtAs2, платарситу Pt(AsS)2 (АSТМ-33-979) и хлориду золота AuCl.

д - интерметаллиды платины и палладия, агрегат, составленный мелкими эластичными чешуйками, завернутыми в конусы, размером 4-10 нм. Микродифракционная картина представлена большим набором рефлексов, располагающихся по кольцам, которые могут быть отнесены к смеси фаз: Pt Zn5 (ASTM 23-1131); Pt Cl2 (ASTM 16-64); Pt Ti (ASTM 19-895); AlNi (ASTM 2-416); Pd(Bi, Sb)2 (ASTM 29-232);

е - край агрегата с частицами 10-20 нм. Микродифракционная картина представлена рефлексами и может быть отнесена к смеси фаз: EuNd2S4 (ASTM 29-603), AuEr (ASTM 26-705), Au3RuAg (ASTM 23-642), PrCoO3 (ASTM 25-1067)

Размещено на Allbest.ru