Реферат. Поисковые предпосылки эндогенных месторождений золота
 Скачать 277.49 Kb.
|
|
Тема: Поисковые предпосылки эндогенных месторождений золота. Содержание:
Введение Золото это важнейшее минеральное сырьё, применение его весьма разнообразно. Добыча золота во многом определяет уровень развития государства. В последнее время в Красноморских горах интенсивно проводятся геолого-поисковые работы на золото и ряд других полезных ископаемых. Успешные поисковые работы могут быть обеспечены при глубокой и всесторонней изученности предпосылок и признаков золотого оруденения в районе и при разработке рациональной методики поисков. 1 Общие сведения о металле Золото – металл из группы благородных, в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева имеет электронную конфигурацию 4, 5, 6, атомный номер 79, атомную массу 196, 967, 39 изотопов, в том числе один стабильный –  с валентностью 1 и 3. Плотность золота – 19,32 г/см температура плавления –  и кипения –  по Цельсию. Обладает наивысшей среди металлов ковкостью. Один грамм золота можно раскатать в лист площадью 1  Золото обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, мягкостью, вязкостью, уникальной ковкостью и тягучестью. Оно образует сплавы со многими металлами: платиной, палладием, серебром, медью, висмутом, хромом, кобальтом, индием, оловом, алюминием, цинком, кадмием, цирконием, и др.; с ртутью золото образует амальгаму. Золото является главным образом вaлютным металлом; большая его часть сохраняется в виде так называемого зoлотого запaса, используемого при международных расчетах. На уникальных физико-химических свойствах золота основывается все возрастающее применение его в промышленности. Золото и его сплавы используются в качестве сварочных материалов в деталях реактивных двигателей, ракет, ядерных реакторов, сверхзвуковых самолетов, разнообразного промышленного оборудования, а также для изготовления термопар, плавких и электрических контактов в электропечах и различных приборах, волосков хронометров и гальванометров, сопротивлений в потенциометрах и т. д. Золото является весьма эффективным тепло- и светоотражателем и используется в качестве покрытия поверхности ракет и других аппаратов, предназначенных для запуска в космическое пространство. В электронной технике из золота высокой чистоты изготовляют тончайшие электроды для полупроводников. Золото, легированное германием, индием, галлием, кремнием, оловом и селеном, идет на изготовление контактов, диодов, транзисторов, выпрямителей. Золото находит широкое применение в ювелирной промышленности и в медицине. Одним из важнейших свойств золота является его весьма высокая химическая инертность. Оно не растворяется ни в щелочах, ни в кислотах, за исключением царской водки (смесь 1 части азотной и 3 частей соляной кислот). Кларк золота –  Химические свойства золота определяются участием в реакциях электрона не только крайней оболочки, но и предыдущей. Поэтому степень валентности золота в его соединениях бывает не только +1, что соответствует номеру его группы в периодической таблице, но и большая, чаще +3. С другой стороны, его химическая активность, прежде всего, зависит от потенциала ионизации, т.е. от количества энергии, необходимой для удаления электронов с электронных оболочек. Потенциал ионизации золота высок, в частности значительно больше серебра. Это определяется тем, что атомное ядро золота интенсивно притягивает электроны, в том числе и находящиеся на крайних электронных оболочках. Это связано со слабым экранирующим воздействием нижележащих электронных оболочек на вышележащие, особенно на внешнюю с ее одним электроном. Притяжение его к ядру столь значительно, что этот электрон не только крепко удерживается на своей оболочке, но и может проникать в электронное поле нижележащей оболочки, препятствуя ионизации атома золота. Что касается второго и третьего потенциалов ионизации золотапотери его атомами второго и третьего электронов, то они тоже имеют высокие значения, причем третий потенциал ниже второго. Этим и объясняется то, что кроме валентности +1 второй возможной валентностью золота является +3. 2 Поисковые предпосылки и признаки С древнейших времен человек замечает и использует при поисках МПИ определенные природные условия и признаки, указывающие на возможное присутствие ПИ. Обобщение поисковых признаков содержится в трудах М.В. Ломоносова, выделившего общие и «особливые» признаки. В дальнейшем поисковые признаки стали элементом геологического обоснования поисков МПИ. В.М. Крейтером в 1940 г. выделены поисковые критерии – геологические элементы, указывающие на возможность накопления тех или иных ПИ. Критерии подразделялись на общие и локальные. К поисковым признакам им предлагалось относить только те факты, которые прямо указывают на наличие месторождения. В дальнейшем вместо термина критерии чаще стали применять понятие «геологические предпосылки». Поисковые признаки иногда подразделяют на прямые и косвенные. Таким образом, в настоящее время выделяются две группы факторов прогнозирования МПИ – предпосылки и признаки. Предпосылки поискового прогнозирования – любые геологические факторы, позволяющие предполагать наличие ПИ. Признаки поискового прогнозирования – геологические факторы, прямо указывающие на присутствие проявлений ПИ, в свою очередь подразделяемые на прямые и косвенные. Предпосылки и признаки связаны с определенными типами геологических, геохимических и геофизических полей и аномалий, в связи с чем может быть дана следующая их группировка, таблица 1. Таблица 1
 Рисунок 1 – Особенности локализации сульфидных медно-никелевых месторождений в основных горных породах. 1 - нориты; 2 - вмещающие гнейсыи сланцы; 3 - руды сплошные (черные) и вкрапленные (точки) 3 Типы месторождений золота Генетические типы месторождений Месторождения металлов разделены на определенные группы в зависимости от геологических условий образования, которые формировались в связи с процессами, обусловившими развитие земной коры в целом. Изучение геологических условий образования месторождений полезных ископаемых включает в себя вопросы, касающиеся их генетической систематики, связи с определенными геологическими структурами и комплексами горных пород, источников и способов отложения полезных минеральных масс, а также физико-химических параметров процессов рудообразования. Генетическая систематика месторождений имеет важное научное и практическое значение, поскольку именно условия образования месторождений определяют закономерности их размещения в земной коре, основные пространственно-морфологические и объемно-качественные характеристики. Минералы возникают при геохимических реакциях, сопровождающих геологические процессы. Процессы и условия образования минералов чрезвычайно разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: эндогенные процессы минералообразования и экзогенные процессы минералообразования. Золото образует концентрации во всех эндогенных генетических группах рудных месторождений, исключая пегматиты, в двух группах экзогенных – выветривания и осадочной, а также метаморфогенной. В магматических месторождениях золото иногда в повышенных концентрациях накапливается лишь в медно-никелевых ликвационных месторождениях(ликвационные месторождения формируются в результате ликвации, т.е. разделения магмы рудно-силикатного состава при охлаждении на две несмешивающиеся жидкости – рудную (сульфидную) и силикатную – и их последующей обособленной кристаллизации). К ликвационным относятся только пентландит-халькопирит-пирротиновые (сульфидные медно-никелевые) месторождения в основных и ультраосновных изверженных породах. Эти месторождения довольно редки, но имеют весьма важное промышленное значение. Контактово-метасоматические месторождения имеют относительно подчиненное значение; золото здесь заключается в наложенных на скарны пирите и других сульфидах. В класс контактово-метасоматических объединяются месторождения, сформированные в основном в результате процессов метасоматоза. Метасоматоз представляет собой процесс замещения одного минерального агрегата другим, происходящий с изменением химического состава. Растворение одних минералов и образование других происходит почти одновременно, при этом минеральные агрегаты (горючие породы) сохраняют твердое состояние, и объем их не изменяется. К классу контактово-метасоматических отнесены и скарновые месторождения. Формирование скарновых месторождений связано с процессами кальциевого и магниевого метасоматоза, протекающего на контактах кислых и умеренно-кислых гранитоидов с вмещающими их карбонатными, реже силикатными породами. Геолого-промышленные типы месторождений Золоторудные месторождения объединяются в следующие промышленные типы: 1. Гидротермальные (высоко-, средне- и низкотемпературные, подразделяющиеся на ряд формаций) месторождения; 2. Метаморфогенные золотоносные конгломераты; 3. Золотоносные железные шляпы; 4. Современные и древние россыпи. Крупные промышленные концентрации золота возникают в гидротермальных месторождениях, формирующихся при высоких, средних и низких температурах. По условиям образования гидротермальные месторождения делятся на плутоногенные или глубинные, и вулканогенные или поверхностные. Плутоногенные и вулканогенные месторождения формируются в интервале температур от 400 до 50ºС и часто делятся на высокотемпературные (400 – 300 ºС), среднетемпературные (300 – 200 ºС) и низкотемпературные (200 – 50 ºС). Важное промышленное значение имеют месторождения экзогенные (зоны окисления сульфидных месторождений, россыпи) и образованные при процессах метаморфизма. В метаморфогенных месторождениях сосредоточена подавляющая масса запасов золотых руд. Наибольшее промышленное значение имеют гидротермальные (20 % запасов и 23 % добычи),россыпные (7,5 и 6,5 %) и метаморфизованные (58 и 59 %) месторождения. Основным геолого-промышленным типом в зарубежных странах являются осадочно-метаморфогенные месторождения докембрийских золотоносных конгломератов - около 40 % выявленных ресурсов золота, (в метаморфических месторождениях уран-золотоносных конгломератов (Витватерсранд в ЮАР, Тарква в Гане, Жакобина в Бразилии)). Второе место занимают золотоносные медно-порфировые месторождения – 15 % (золотосодержащие руды в комплексных месторождениях других металлов, главным образом, медно-порфировых). Третье – золоторудные месторождения в докембрийских зеленосланцевых поясах – 10 % (группа месторождений, залегающих в древних зеленокаменных поясах (Калгури в Австралии, Паркьюпайн и Хемло в Канаде, Колар в Индии и др)). Четвертое – эпитермальные золотосеребряные месторождения – 9 % (эпитермальные золотосеребряные и золото-теллуридные, пространственно связанные с вулканотектоническими постройками (Лихир, Поргера в Папуа Новой Гвинее, Раунд-Маунтин в США, Дукат, Многовершинное, Аметистовое в России и др)). Пятое – золотоносные россыпи – 4-5 % (из экзогенных собственно золотых месторождений). В России большое значение имеют россыпные, эндогенные гидротермальные месторождениязолота (тип прожилково-вкрапленных гидротермальных месторождений, залегающих в терригенных углеродистых формациях (Хоумстайк – США, Мурунтау – Узбекистан, Ашанти – Гана, Сухой Лог, Нежданнинское – Россия и др); в классе гидротермальных месторождений выделяется «карлинский» тип пластовых месторождений, залегающих в терригенно-карбонатных формациях – 4,7 % запасов золота). Прогнозные ресурсы золота оцениваются в 110 – 180 тыс.т, из них до 60 тыс. т прогнозируются в ЮАР, ресурсами до 25 тыс. т обладают Китай, Бразилия, страны СНГ (включая Россию). Общие запасы в 115 странах мира составляют 94,1 тыс. т, подтвержденные – 49,95 тыс. т, из них на долю ЮАР приходится почти 33 %, США – 9 %, Австралии – 6,7 % Индии – 6,1 %, Канады – 6 %. Золото также присутствует в водах Мирового океана и промышленно извлекается, несмотря на весьма низкое содержание. Гидротермальные (плутоногенные). Это, среднетемпературные месторождения золото-кварцевой формации распространены в различных районах. Залегают они как в осадочных, так и в изверженных породах. Представлены кварцем, преимущественно отложенным в несколько стадий. В кварце содержится убогая вкрапленность пирита, арсенопирита, галенита, сфалерита, шеелита, иногда теллуридов золота (мало). Золото видимое, часто связанное с сульфидами. Из жильных минералов помимо кварца часто развит альбит, иногда карбонат. Околорудное изменение выражено в окварцевании и березитизации вмещающих пород.  Рисунок 2 – Карьер для золотобычи в Big Smokey Valley штат Невада. США. Месторождения этого типа широко распространены. В СНГ к ним относятся месторождения Кочкарское (Урал), Мурунтау (Средняя Азия), Коммунар, рудник «Советский» (Западная Сибирь), а за рубежом – Болиден (Швеция), Колар (Индия), Бендиго (Австралия), Колана (Мали), Намойа (Конго), Баомукан (Сьерра-Леоне), Поркьюпайн (Канада), Морру-Велью, Пссагейм (Бразилия). На рудоносных площадях нередко распространены дайки диабазовых порфиритов, лампрофиров и кислых пород. Последние часто оказываются орудневшими и в них развиваются так называемые лестничные жилы. В ряде рудоносных провинций месторождения золото-кварцевой формации тесно связаны со штоками интрузивных пород. Среди рассматриваемых месторождений выделяются три основных структурных типа:
Типичным месторождением, приуроченным к шарнирам складок, является Бендиго в Австралии. Жильные месторождения широко распространены, рудные тела представлены кварцеворудными жилами с низким или умеренным содержанием сульфидов (месторождения Калгури в Австралии и многочисленные жильные месторождения Ганы). Лестничные жилы приурочены к дайкам кислых или средних пород, обычно подвергнутых к интенсивному дроблению и гидротермальному изменению, выраженному в их беретизации, иногда хлоритизации и альбитизации. Золото, ассоциирующее с сульфидами, как правило, развито в кварцевых прожилках, пересекающих гидротермально измененные дайки вкрест или диагонально к их простиранию. Месторождения этого структурного типа распространены достаточно широко в различных золоторудных провинциях (в Канаде, СНГ, на Урале и др. районах). Наиболее типичным и детально изученным является Березовское месторождение на Урале. На гидротермальных плутоногенных золото-кварц-сульфидных (высокотемпературных) месторождениях распространены жилы, залегающие в массивах палеозойских гранитоидов и осадочных породах кровли. В составе руд отмечаются кварц, карбонаты, барит, пирит, халькопирит, сфалерит и сульфиды. К месторождениям этого типа в СНГ относятся Березовское (Урал), Степняк (Казахстан), Берикульское и Саралинское (Западная Сибирь), Дарасунское (Забайкалье), а за рубежом – Калгурли (Австралия), Материнская Жила и Грэсс-Велли (США), а также ряд месторождений Канады, Ганы, Кении. Гидротермальные вулканогенные, низкотемпературные месторождения золото – серебряннойформации характеризуются развитием низкопробного золота, часто электрума, ассоциирующего с сульфосолями серебра, сульфидами тяжелых металлов, низкотемпературным кварцем, кальцитом, адуляром и др. минералами. Изменения вмещающих пород выражены в их аргиллизации. Подобные месторождения развиты среди эффузивных пород третичного возраста и известны в США (в Кордильерах), Румынии, Японии, СНГ. Гидротермальные вулканогенные золото-серебрянные месторождения приурочены к вулканогенным породам областей молодого вулканизма. В рудных телах – жилах и штокверках – оруденение распределено неравномерно. Руды сложены халцедоноподобным кварцем, кальцитом, родохрозитом, баритом сульфидами, содержат минералы серебра, серебристое золото, теллуриды золота. К данному типу в СНГ и России относятся месторождения Балей, Тассеевское, Белая Гора (Забайкалье, Зодское (Кавказ), а за рубежом – Нашаг (Румыния), Крипл-Крик, Комсток (США), Эль-Оро (Мексика), а также месторождения Чили, Перу, Новой Зеландии, Индонезии, Японии. Метаморфогенные месторождения. Представленные золотоносными конгломератами (часто с ураном), развиты на древних архейских щитах; Африканком (Витватерсранд, Тарква), Бразильском (Жакобина), Канадском (Блайнд Ривер) и Западно-Австралийском. Месторождения приурочены к бортовым частям широких протогеосинклинальных прогибов или к бортам узких грабенов в архейском фундаменте. Рудоносные горизонты представлены пластами конгломератов, гравелитов, кварцитов. Рудные минералы входят в состав цемента. Состав цемента на разных месторождениях различный – пиритовый или магнетит-гематитовый. Золото в цементе распределяется неравномерно в виде тонких пленок в сульфидах. Типичным метаморфогенным месторождением является крупнейшее в мире месторождение Витватерсранд в ЮАР. Нижний отдел системы Витватерсранд малопродуктивен. В его состав входят два горизонта, содержащее золотоносные конгломераты, местами имеющие промышленное значение: 1) серия Доминион, залегающая вблизи основания системы; 2) серия Говернмент в средней части отдела. Основные золотоносные горизонты приурочены к верхнему отделу системы Витватерсранд. Одну из наиболее важных промышленных групп составляют следующие метаморфогенные месторождения: США – Хоумстейк, Джуно; Бразилия – Мору Велью; Австралия – Калгури. Из месторождений России: Сухой Лог, Советское, Зун-Холбинское (Восточная Сибирь), Дуэт-Бриндакитский рудный узел (Якутия). Основные особенности этих месторождений – приуроченность к зонам метаморфизма в зеленокаменных поясах или древних прогибах; залегание среди метаморфических песчано-сланцевых, зеленокаменных или черносланцевых толщ в виде согласных или согласно секущих тел, контролируемых зонами рассланцевания и элементами складчатых структур; приуроченность к толщам, обогащенным органическим веществом; метаморфические и метасоматические изменения (кварцевые жилы, сульфидизация и др). Главные эпохи формирования – докембрийская и раннепалеозойская. Наибольшим распространением пользуются формации: 1) золото-малосульфидная в черносланцевых и песчано-сланцевых толщах; 2) золото-сульфидная; 3) золото-кварц-сульфидная в зеленосланцевых толщах. Золотоносные россыпи играют существенную роль в добыче золота. Основное значение имеют аллювиальные россыпи, меньшее – морские. Крупнейшими в мире являются россыпи Витватерсранда (ЮАР), Калгурли (Австралия), Ном (США), образованные при выветривании докембрийских пород. В СНГ россыпи промышленного значения находятся в бассейнах рек Лены, Колымы, Алдана, Бодайбо, Енисея. По времени образования россыпи могут быть современными и древними (ископаемыми), по условиям залегания они делятся на открытые и погребенные, по форме среди них различают плащеобразные, пластовые, линзовидные и гнездовые. Размеры россыпей колеблются в широких пределах. Косовые и русловые россыпи верховьев рек имеют протяженность до 10 – 15 м. Долинные россыпи протягиваются на сотни километров. Золотоносные (аллювиальные): Россия (Восточная Сибирь) – долины рек Алдан, Колыма, Бодайбо), Австралия (Калгурли), США (Аляска, Калифорния), Бразилия. Россыпные месторождения служат важным источником ряда полезных ископаемых. Они дают около 10 – 20 % мировой добычи золота. Важнейшим промышленным минералом золотых месторождений является самородное золото. В рудах оно присутствует в виде неправильных обособлений (зерна, пленки, нити, дендриты), реже образуют кристаллы и их агрегаты. Из всех известных золотосодержащих минералов подавляющую роль играют его природные соединения с серебром, известные как самородное золото, электрум, кюстелит. Несравненно меньшее значение имеют природные соединения с ртутью, платиной и металлами ее группы (иридит, родит), а также с висмутом, сурьмой, оловом, медью, присутствующие лишь в отдельных типах месторождений. Суммарная добыча золота с древних времен до открытия Америки (1493 г) составила около 12570 т. Затем в период с 16 по 19 в. включительно было добыто 15160 т. Предполагается, что суммарная добыча золота за всю историю человечества составит не менее 110 тыс. т. В России в последние годы добывается 140 – 150 т золота в год, в том числе в регионах:
Золото самый распространенный металл рудных поясов Забайкалья. Всего насчитывается более 1000 преимущественно мелких по масштабам золоторудных объектов. Большинство их сосредоточено в пределах собственно молибденово-золотого пояса, который широкой полосой пересекает всю территорию края от бассейна Чикоя до низовий Шилки. Однако и во всех других районах, включая крайний север, золото является одним из ведущих полезных ископаемых многих комплексных рудных узлов. Преобладающая часть золоторудных месторождений и проявлений относится к кварцево-жильному типу (простые жилы и жильные зоны), гораздо более редки штокверки, второстепенное значение в настоящее время имеют скарново-рудные залежи и зоны прожилково-вкрапленной минерализации. Минеральный состав золоторудных тел очень разнообразен. В основном они различаются содержанием в рудах сульфидов и сульфосолей свинца, меди, мышьяка, сурьмы, висмута и варьирующей ролью других компонентов, в том числе жильных. По характеру вмещающих пород, мере связи с магматизмом, глубине образования, минеральному составу среди месторождений золота выделены среднеглубинные и малоглубинные. Среди среднеглубинных месторождений выделяются золото-кварцевая, золото-сульфидно-кварцевая и золото-кварцево-сульфидная рудные формации. Первые локализованы в песчаникосланцевых толщах и ассоциированы с дайковыми поясами, вторые – в гранитоидах либо породах гнейсово-сланцевой формации и ассоциируют либо с дайками гибридных лампрофиров, либо штоками монцодиоритов. Третьи локализованы в древних ортогнейсах или ортоамфиболитах, нередко приурочиваясь к их контактам с щелочными гранитами, ассоциируя с телами гипабиссальных или субвулканических построек щелочных пород диоритового ряда с сульфидно-кварцево-турмалиновыми эксплозивными брекчиями в апикальных или краевых частях рудных полей. Золотое оруденение среднеглубинных формаций связывается с гранитоидами шахтаминского и амуджикано-сретенского комплексов. Малоглубинные месторождения локализованы в купольных структурах грабенов мелового возраста в породах древнего фундамента или эффузивно-осадочных толщах мезозойского возраста. Они сопровождаются телами эксплозивных брекчий и кремнеземистых грязевулканических образований. Последние слагают апикальные части рудоносных кварцево-жильных систем и сложены опал-халцедоновой массой, содержащей обломки гидротермально измененных пород и жильного материала юрских рудоносных образований, типичных для золотого оруденения, связанного с юрским магматизмом. Наиболее крупными потребителями золота являются страны Азии и Европы. Требования промышленности к месторождениям золота определяются, прежде всего, содержанием металла, масштабами (запасами) и качеством руд. Промышленными считаются коренные месторождения с содержанием золота в рудах 1 – 5 г/т и более (в зависимости от масштабов и типа месторождения) и россыпи с минимальным содержанием 0,1 г/м³. Заключение Поскольку в рудах лишь черные металлы имеют высокие концентрации, практически во всех добывающих регионах развивается система обогащения полезных компонентов, что повышает стоимость добычи и численность работающих, большие контингенты которых необходимо содержать в сложных для проживания условиях Сибири. Формирование скарновых месторождений связано с процессами кальциевого и магниевого метасоматоза, протекающего на контактах кислых и умеренно-кислых гранитоидов с вмещающими их карбонатными, реже силикатными породами. Выделенные поисковые предпосылки можно использовать при поисках новых проявлений и рудных тел на территории вокруг месторождения Айтым. Список использованной литературы:
|