Спосіб пошука метаморфогенних родовищ золота

Изобретение относится к поисковой геологии, а именно к технологии поисков месторождений золота в метаморфических толщах. Метаморфогенные месторождения являются одним из важнейших промышленных типов месторождений золота. Территориально они приурочены к кристаллическим щитам древних платформ и известны практически на всех континентах земного шара. Наиболее значительные месторождения этого типа разведаны и эксплуатируются на Капваальском щите Африканской докембрийской платформы (золоторудный район Витватерсранд в пределах провинций Трансвааль и Оранжевая в ЮАР); до 1990 г. здесь добыто свыше 40 тыс.т золота, а разведанные запасы этого металла составляют 32,5 тыс.т. Крупные месторождения золота (Тарква и др.) известны іл на другом африканском щите (Леоно-Либерийском)на территории Ганы (разведанные запасы 730 т золота). Метаморфогенные месторождения золота открыты также на Канядском щите Северо-Американской платформы (Блайнд-Ривер), Бразильском щите Южно-Американской платформы (район Жакобина), щите Йилгарн Австралийской платформы (Калгурли) и других кристаллических щитах. Тем не менее, до настоящего времени отсутствует общепринятая и достаточно эффективная методика поисков метаморфогенних месторождений золота. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что до сих пор месторождения такого типа не известны на ряде крупных кристаллических щитов, например, на Балтийском Восточно-Европейской платформы, Анабарском Сибирской платформы и некоторых других, Современный уровень техники характеризуется аналогом и прототипом. Известен способ поисков золоторудных месторождений, который включает о бор проб горных пород, определение в них содержания золота и минералов-спутников, которыми чаще всего являются сульфиды металлов. Проведенными исследованиями выявлено, что золото находится в постоянной ассоциации с сульфидами свинца, меди, цинка, иногда - висмута и сурьмы, а из нерудных материалов - с кварцем, реже анкеритом, баритом, альбитом и некоторыми другими. Тесные связи золота с полиметаллическими сульфидными ассоциациями определяются близостью их во времени и общностью путей проникновения растворов, отлагавших сернистые соединения полиметаллической группы элементов и золота; связь золота с ранними сульфидами (пиритом и арсенопиритом) обычно объясняют осаждающей способностью последних по отношению к растворенному золоту (1). Однако известный способ недостаточно эффективен, так как минералы-спутники в виде сульфидов металлов (за исключением пирита) в метаморфогенних месторождениях золота встречаются весьма редко. Кроме того, известный способ требует проведения больших объемов геологоразведочных работ ввиду того, что кристаллические щиты на земном шаре занимают огромные площади, а мощность их слагающих толщ горных по род измеряется десятками километров. Известен способ поисков золоторудных месторождений, включающий шлиховый отбор проб, определение в них содержания минералов-спутников и золота, вынесение результатов на карту и оконтуривание участков с максимальным содержанием компонентов, при этом в качестве минерала-спутника используют антимонит и по присутствию этого минерала в количестве не ниже 5 г/м при содержании золота в нем выше n*10-5 мас.% судят о наличии месторождения золота (2). Однако и данный способ недостаточно эффективен. Во-первых, потому, что антимонит в метаморфогенных месторождениях золота встречается редко и не является характерным минераломспутником золота в них. Во-вторых, отбор шлиховых проб при поисках золоторудных месторождений этого типа практически невозможен, так как золото находится в сцементированных обломочных породах, а не в рыхлых россыпях. Исходя из вышеизложенного, предлагаемое изобретение направлено на решение технической задачи повышения эффективности поисков именно метаморфогенного типа месторождений золота, а также снижения трудоемкости работ за счет уменьшения объемов опробования. Поставленная задача решается в способе поисков метаморфогенных месторождений золота, преимущественно в пределах кристаллических щитов докембрийских платформ, включающем отбор проб горных пород, определение их минералогического и химического составов, в том числе содержания золота и урана, и суждение по полученным данным о наличии месторождения. Существенное значение для решения поставленной задачи имеют следующие отличительные признаки: отбор проб осуществляют из нижних горизонтов грубо-обломочных горных пород (псефитов) проте-розойского возраста, несогласно залегающих на архейском фундаменте; пробы псефитов разделяют на грубообломочиую фракцию и фракцию цемента, после чего определение минералогического и химического составов осуществляют для каждой фракции в отдельности; о наличии промышленной золотоносности судят по содержанию золота в цементе выше 1 г/т, резком (не менее чем в 10-15 раз) преобладании цементного золота над золотом грубообло-мочной фракции, соотношению содержаний золота и урана в цементе не выше 0,1, преобладающему кварц-кварцнтовому составу грубообломочной фракции и кварцево-слюдистому составу цемента, а также присутствию в нем включений золотоносного пирита и хотя бы одного уранового минерала из группы: уранинит, урановая смолка, урановая чернь, браннерит. Перечисленные выше отличительные признаки и их совокупность заявитель считает новыми, так как они не являются частью современного уровня техники и на дату подачи заявки не описаны в научно-технической и патентной литературе. Предлагаемое изобретение является промышленно пригодным, так как может быть использовано в промышленности при поисках золота, о чем свидетельствуют приведенные ниже примеры, Отличительные признаки способа являются существенными и соответствуют критерию изобретательского уровня, так как для специалиста явно не вытекают из уровня техники. Рассмотрим данное утверждение более подробно, для каждого признака в отдельности. Первый отличительный признак способа определяет выбор горизонта для отбора проб горных пород. При использовании классической методики отбор проб осуществляют по более или менее густой сетке точек или буровых скважин, при этом пробы отбирают из различных литологических разностей как поверхностных, так и коренных горных пород с различных глубинных интервалов. Однако архейские и протерозойские породы занимают площади, измеряемые миллионами квадратных километров, а их мощность изменяется десятками тысяч метров. Поэтому применение классической методики поисков потребовало бы непомерно большого количества буровых работ и отбора огромного количества проб. Использованный в предлагаемом способе признак позволяет резко снизить как число буровых скважин, так и количество отбираемых проб, так как ограничивает поисковую площадь и обеспечивает в многокилометровой толще выбор небольшого по мощности интервала (первые метры) для первоочередного опробования. Теоретической основой данного признака является установленная авторами закономерность, что золотоносными, как правило, являются базальные горизонты протерозойских отложений, представленные псефитами; их золотоносность в значительной мере обусловлена несогласным залеганием базальных псефитов на архейских толщах, что свидетельствует о вторичном характере золота, позаимствованного из этих толщ при их разрушении. Второй отличительный признак предложенного способа также явно не вытекает из уровня техники, так как все известные методики не предполагают разделения каждой пробы на две фракции - грубообломочную и фракцию цемента. А без такого разделения поиски метаморфогенних месторождений золота практически теряют смысл, так как золото накапливается именно во фракции цемента, которая зачастую составляет всего 10-20% от веса всей пробы. К примеру, анализ всей пробы показал, что в ней содержится 0,5 г/т золота (непромышленное содержание). Однако если учесть, что почти все золото содержится в цементе, то в нем концентрация золота уже будет равна 2,5-5,0 г/т. Производными второго признака, который, как показано выше, явно не вытекает из уровня техники, являются все остальные отличительные признаки. Следовательно, они тоже соответствуют изобретательскому уровню. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует всем трем основным критериям изобретения - новизне, изобретательскому уровню и промышленной пригодности. Следовательно, на основании п.6 Временного положения о правовой защите объектов промышленной собственности и рационализаторских предложений в Украине оно может быть защищено патентом. Авторами изучена эффективность использования комплекса предложенных приемов и критериев как для ряда зарубежных месторождений золота, так и для территории Украинского кристаллического щита. Основные примеры возможности промышленного использования заявленного способа приводятся ниже в табл. 1,2 и 3. Толщи горных пород, охарактеризованные в графе 3, имеют протерозойский возраст и несогласно залегают на более древних архейских отложениях. Из рассмотрения данных, приведенных в табл.1, четко видно, что в нижних горизонтах псефитов протерозойских толщ содержание золота составляет 1,3-8,85 r/Tl в то время, как в вышезалегающих горизонтах псефитов концентрации этого металла не превышают 0,005-0,03 г/т, т.е. на 2-3 порядка ниже. Из рассмотрения данных, приведенных в табл.2, видно, что в пределах метаморфогенних месторождений содержание золота в цементе колеблется в интервале 1,6-14,1 г/т, а за пределами месторождений не превышает 0,01-0,4 г/т. В пределах контуров месторождений, цементное золото резко преобладает над золотом грубообломочной фракции: отношение Аиц/Aur изменяется от 11,2 до 43,5; для нерудных зон оно существенно ниже и находится в интервале 2,0-5,0. Весьма характерна величина соотношения Au/U в цемелте: для золоторудных месторождений она равна 0,05-0,09, а в нерудных зонах она повышается до 0,20,5 (лишь в пробе 33 - Ж эта величина равна 0,033). Из рассмотрения данных табл.3 видно, что золоторудные месторождения характеризуются преимущественно кварцево-слюдистым цементом, а нерудные зоны - чисто слюдистым. Индикаторами золоторудных месторождений также являются золотоносный пирит и минералы урана в цементе. К сказанному необходимо добавить лишь следующее. Грубообломочная фракция проб №№ 12-УД, 16-УД. 30-УД, 6-Ж, 10-Ж и 14-Ж представлена галькой и гравием кварц-кварцитового состава; в пробах №№ 41-УД, 42-УД, 44-УД, 33-Ж, 43-Ж и 61-Ж, кроме кварца и кварцита часто встречаются окатайные обломки гранитов, гнейсов, кристаллических сланцев и других магматических и метаморфических горных пород. Как уже отмечалось выше, заявленный способ более универсален по сравнению со способомпрототипом, так как минерал антимонит не является характерным минералом-спутником золота в месторождениях рассматриваемого типа. Поэтому для сравнительного анализа нами избраны два месторождения, содержащие антимонит, -золото - сурьмяное Гравелот (ЮАР) и полиметаллическое сурьмосодержзщее Брокен-Хилл (Австралия). Результаты сравнительного анализа представлены в виде табл.4, Из рассмотрения данных, приведенных в этой таблице, видно, что если по ваповому содержанию антимонита в пробах золоторудные зоны довольно четко отличаются от нерудных, то по содержанию золота в антимоните их разделение практически невозможно (нерудные-зоны распознаются как рудные). В то же время, несмотря на то, что в табл.4 использованы только три отличительных признака предложенного способа, тем не менее они обеспечивают практически безошибочную классификацию золоторудных и нерудных участков. При этом золоторудные участки характеризуются следующими параметрами: содержание золота в пирите 2,1*10-4-6,7*10-4 мас.%; содержание золота в цементе 1,3-1,8 г/т и отношение содержания золота в цементе к золоту в кварцевых обломках 17-33. Для нерудных участков эти параметры соответственно равны: 10-5-1,6*10-5мас.%, 0,03-0,3 и 3,2-5,5, Эти данные свидетельствуют о более высокой поисковой эффективности предложенного способа по сравнению со способом-прототипом.