CC BY
70
УДК 550.812:51:553.3.071
ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ РОССЫПЕЙ ЛЕНСКОГО ЗОЛОТОНОСНОГО РАЙОНА КАК ОБЪЕКТОВ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ
А.В. Загибалов1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 6664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассматривается геолого-промышленная классификация россыпей Ленского золотоносного района, основанная на анализе продуктивности, выдержанности и масштаба россыпи. Указанная классификация позволяет подойти к отнесению россыпи к тому или иному классу, исходя из числовых характеристик, полученных по результатам разведки. По совокупности факторов, учитывающих насыщенность, сложность, условия залегания и масштабы россыпи, в Ленском золотоносном районе выделяются 15 типов россыпей с балансовыми и забалансовыми запасами и 16 - для прогнозных ресурсов. Такая подробная классификация объектов позволяет целесообразно выбирать рациональный способ разведки и оптимальный вариант разведочной сети. Ил. 3 , Табл. 1. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: россыпь; классификация; насыщенность; сложность; масштаб.
GEOLOGICAL AND INDUSTRIAL CLASSIFICATION OF LENA GOLD-BEARING REGION PLACERS AS OBJECTS OF EXPLORATION AND PROSPECTING A.V. Zagibalov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article deals with the geological and industrial classification of placers of Lena gold-bearing region, which is based on the analysis of productivity, consistency and extent of a placer. This systematization enables to classify a placer on the basis of numerical characteristics obtained as a result of prospecting. By a combination of factors that take into account the richness, complexity, mode of occurrence and extent of a placer the Lena gold-bearing region distinguishes 15 types of placers with balance and off balance reserves and16 types of placers for probable reserves. Such detailed classification of objects allows an expedient choice of a rational prospecting method and the best option of a prospecting network.
3 figures. 1 table. 5 sources.
Key words: placer; classification; richness; complexity; extent.
Геолого-промышленная классификация россыпей золота основана на хорошо разработанных генетических классификациях Ю.А. Билибина, Н.А. Шило, В.С. Трофимова, И.П. Карташова, Б.В. Рыжова и многих других исследователей с учетом геоморфологической зональности россыпей. Единый непрерывный эволюционный ряд «коренной источник - россыпи коры выветривания - россыпи слабо дифференцированной аккумуляции - россыпи речных долин - россыпи морских побережий» отражает общую суть процесса рос-сыпеобразования. На каждом его отрезке россыпи возникают в результате проявления свойственного ему преобладающего типа промышленной концентрации: суффозионного - в коре выветривания, гетероко-агуляционного - в участках слабо дифференцированной аккумуляции, гравитационного и флотационного -в речных долинах и на морских побережьях. Все четыре типа концентраций проявляются на каждом отрезке миграционного пути, но значимость каждого в конкретной обстановке различна.
И.Б. Флеров и др. [5] выделили следующие основные геолого-промышленные типы россыпных месторождений (в порядке эволюционной зональности):
- россыпи кор химического выветривания, развитые по зонам золото-сульфидно-кварцевой минерализации в террагенно-карбонатных породах;
- пролювиально-аллювиальные россыпи толщ слабо дифференцированной аккумуляции;
- аллювиальные россыпи;
- техногенные россыпи.
Сложный генетический тип пролювиально-аллювиальных россыпей предложено разделить на два подтипа промышленных россыпей - мелкого и тонкого в высокоглинистых отложениях и россыпи с гравитационным металлом.
По данным Ю.П. Казакевича [4], обобщившего материалы по геологии кайнозойских отложений и россыпям золота, в Ленском районе распространены следующие генетические типы золотоносных пластов:
- аллювиальные (флювиальные) россыпи;
- делювиально-солифлюкционные россыпи;
- делювиальные россыпи;
- ложковые россыпи;
- пролювиальные россыпи;
- элювиальные россыпи.
1Загибалов Александр Валентинович, кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: (3952) 405102, е-mail: [email protected]
Zagibalov Alexander, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Professor of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel: (3952) 405102,е-mail: [email protected]
Аллювиальные золотоносные пласты предложено разделить на два подтипа:
- пласты с пропластковой концентрацией металла;
- пласты, в которых наряду с пропластковой концентрацией золото содержится в различных частях разреза аллювия.
Ю.И. Гольдфарб [2] отмечает, что многие классификации россыпей называются генетическими, но они таковы лишь на уровне типов. Выделяются элювиальный, делювиальный, пролювиальный, аллювиальный, ледниковый, флювиогляциальный, озерный, лагунный, дельтовый, прибрежно-морской, эоловый и другие типы. Далее деление идет по вторичным признакам, порой важным для отдельных месторождений, но не для их сопоставлений. Промышленных типов мало, и в каждом регионе большинство россыпей относится лишь к одному из них, поэтому внешние признаки типа стали ведущими. Детальнее других, но и наименее рационально классифицированы самые распространенные, разнообразные и изученные аллювиальные россыпи золота. Среди них выделяются традиционные россыпи, называемые пластовыми, плотиковыми, донными, локальными, автохтонными россыпями крупного золота. Исходя из вышесказанного, Ю.И. Гольдфарб предлагает динамическую классификацию аллювиальных россыпей, среди которых выделяются щеточные, эрозионные, перлювиальные, шлейфовые россыпи, отнесенные к подтипу стержневых (пластовых) россыпей. По указанной классификации к подтипу береговых (косовых) отнесены косовые и равновесные россыпи. В отдельные подтипы выделены аккумулятивные и гравитационные россыпи.
Основная масса металла в Ленском золотоносном районе добыта из погребенных россыпей глубокого тальвега и низких террас. Мелкозалегающие аллювиальные россыпи приурочены главным образом к местам, где четвертичные оледенения или отсутствовали, или присутствовали лишь в максимальную стадию их развития. В районах, подвергавшихся в прошлом неоднократным оледенениям, широким распространением пользуются так называемые пропластко-вые россыпи. Известны в районе такие разновидности аллювиальных россыпей, как косовые и щеточные, но их промышленная значимость крайне мала.
Для эффективного ведения поисков и разведки россыпей золота аллювиального геолого-промышленного типа большое значение имеет их систематика на основе структуры. Под структурой россыпи понимается ее внутреннее строение, обусловленное морфологией слагающих ее элемен-тов, скопление золота - гнезд, струй, отдельных самородков, а также пустых или слабо золотоносных промежутков между участками скопления золота. Каждая россыпь характеризуется свойственной ей структурой, что определяет особенности способов опробования и геолого-экономической оценки при поисках и разведке. В этой связи И.Б. Флеровым [5] предложено различать два подтипа в аллювиальном промышленном типе россыпей, которые названы россыпями насыщения и россыпями рассеяния. По мнению этого исследовате-
ля, россыпи насыщения формируются в долинах, находящихся на стадии глубинного вреза водотоков и на стадии расширения долины при положительном балансе рудного вещества. Для таких россыпей характерны: ленточная, линзовидная, изометричная формы, высокая линейная продуктивность, мощности песков 1,0-1,5 м, средние содержания единицы - десятки грамм на кубометр породы. При неравномерном распределении золота на долю обогащенных гнезд приходится 25-40% площади и 65-80% запасов золота; обедненная часть также содержит значительное количество золота. Подобные россыпи отличаются относительно высокой выдержанностью.
Подтип аллювиальных россыпей рассеяния представлен россыпями, возникающими в ходе тектоно-геоморфологической эволюции горных стран при отрицательном балансе золота или же при его рассре-доточенности на большой площади. Для россыпей рассеяния характерны пластовые залежи, занимающие до 75% площади, а иногда и всю площадь днища долин, достигающих по ширине нескольких километров, а по длине - десятки километров; продуктивность их также весьма высокая. Структура россыпей рассеяния носит ярко выраженный гнездовой характер, но различие с россыпями насыщения заключается в том, что скопления золота разделены пустыми интервалами, среднее содержание в гнездах в десятки раз превышает «фоновое» содержание.
Критерии, на основании которых выделяются охарактеризованные подтипы, на сегодня весьма расплывчаты и слабо обоснованы. По существу все богатые россыпи предлагается относить к россыпям насыщения. В таком случае геоморфологический критерий (порядок долины, ее врезание и расширение) практически не играет никакой роли. Кроме того, неясно по каким критериям можно определить баланс рудного материала - положительный или отрицательный. Распределение металла в россыпи, т.е. ее структуре, в значительной мере зависит от гранулометрии и морфологии золота, а также от продолжительности и интенсивности размыва коренного источника. Эти важные признаки не нашли отражения в разделении аллювиальных россыпей на вышеупомянутые подгруппы. Кроме того, в рассматриваемой классификации аллювиальных россыпей слабо используется количественная информация, поэтому она носит преимущественно качественный субъективный характер. Для практических целей очень важно найти объективные показатели, характеризующие структуру россыпи, степень ее выдержанности. От этого во многом зависят выбор рационального способа ведения поисков и разведки, разведочная сеть и объем опробования.
Многолетний опыт разведки и эксплуатации россыпей золота как в Ленской, так и в других золотоносных провинциях свидетельствует о весьма неравномерном распределении металла в россыпях. Параметры россыпи (ширина, длина, мощность пласта, продуктивность и целый ряд других показателей) отличаются большим разнообразием, что обуславливает значительное различие россыпей по степени их выдержанности. Большое разнообразие россыпей
золота по масштабам, морфологии и степени выдержанности обусловили использование в поисково-разведочной практике четырех групп месторождений. Однако как показал опыт разведочных работ, на практике используются, в лучшем случае, две категории россыпей по сложности. В частности, в Ленском золотоносном районе при разведке россыпей 80% отнесены к III группе сложности. В то же время количественный анализ структуры этих россыпей показывает их большое разнообразие. Такая ситуация наводит на мысль, что отнесение россыпей к той или иной группе осуществляется на качественном уровне, что вносит в определение этого весьма важного показателя значительную долю субъективизма.
Как уже отмечалось, структура россыпей (мощность пласта, струйчатость, размер гнезд, ширина россыпи, распределение металла по ширине россыпи и т.д.) в значительной мере зависит от гранулометрии металла.
За многолетнюю историю освоения россыпей Ленского золотоносного района накоплена огромная информация по гранулометрии россыпного золота. Сложность работы с подобного рода информацией состоит в том, что она получена в различные годы и разными исполнителями. Кроме того, представительность выборок колеблется в весьма широком диапазоне, что не могло не сказаться на ее качестве. Например, расситовки золота производились на различных ситах, и вес навески колеблется от нескольких миллиграмм до десятков килограмм. Это обусловлено тем, что расситовывался металл, извлеченный из скважин ударно-канатного бурения, разведочных шурфов, рассечек, штолен, эксплуатационных разрезов и шахт. Чтобы корректно использовать всю эту разнообразную информацию, необходимо: во-первых, привести ее к единому показателю (таким показателем является медианный размер); во-вторых, учесть влияние на медианный размер веса расситованного металла. Медианный размер зерен (Ме) численно равен размеру отверстия сита, через которое просеивается 50% металла по массе.
Любого рода классификация может быть выполнена лишь при наличии достаточного количества изученных объектов. Естественно, таковыми могут быть объекты детально разведанные и, еще лучше, хотя бы частично отработанные. Для решения поставленной задачи было отобрано 100 россыпей, расположенных в самых различных структурно-фациальных зонах Байкало-Патомского нагорья. По всем россыпям в различное время были подсчитаны запасы, часть из них полностью или частично отработаны. Для каждой из таких россыпей собрана и систематизирована информация, характеризующая:
- геолого-геоморфологические условия формирования месторождения (энергия рельефа, порядок долины, подрусловая мощность наносов, продольный уклон долины, валунистость);
- параметры месторождения (длина, ширина, средняя мощность пласта, средний вертикальный запас, среднее содержание);
- характеристика металла (медианный размер,
уплощенность, окатанность);
- степень выдержанности россыпи (струйчатость, коэффициент вариации вертикальных запасов, положительные и отрицательные элементы неоднородности);
- результаты заверки скважин ударно-канатного бурения горными выработками и подтверждаемость разведки эксплуатацией.
Эти россыпи охватывают практически все известные золото-россыпные узлы Ленского золотоносного района и поэтому дают достаточно полную картину распространения всех типов и разновидностей разве-дуемых и отрабатываемых россыпей золота.
За основу выделения промышленных групп месторождений в первую очередь принималась их продуктивность. Кроме того, учитывались горнотехнические условия (глубина залегания, гранулометрия, при-плотиковая концентрация и т.д.) и масштаб (длина, ширина, запасы) [1].
В ходе изучения количественных характеристик этих объектов и унификации особенностей распределения россыпей рассматривалась, прежде всего, линейная насыщенность россыпи или ее богатство. Результаты опробования по значению вертикального запаса (содержания в эталонных объектах неоднозначные: на пласт песков и на горную массу) подразделены на классы (мг/м2): 0-149; 150-299; 300-599; 600-1199; 1200-2399; 2400-4799; 4800-9599; 960019199; 19200-38399 и 38400-76799.
При анализе распределения проб (по проколу скважин) в контурах балансовых запасов и в целом на месторождениях удалось установить, что все россыпи условно подразделяются на три группы:
1. Россыпи с левосторонним рисунком распределения проб по классам. Для этих россыпей характерно преобладание проб с вертикальными запасами низких классов (рис. 1,а).
2. Россыпи с нормальным законом распределения проб с четко выраженным или сглаженным эксцессом. Здесь преобладают пробы средних классов (рис. 1,6).
3. Россыпи с правосторонним распределением проб по классам вертикальных запасов. Здесь богатые пробы преобладают над пробами более бедных классов либо количество проб всех классов примерно одинаково (рис. 1,е).
При значениях средних вертикальных запасов в россыпях где-то на уровне 2000-3000 мг/м2 и около 20000 мг/м2 наблюдается изменение характера распределения проб и, следовательно, качественной характеристики россыпи.
Это позволяет первую группу россыпей ограничить значением класса 2400 мг/м2, вторую группу -значением класса 19200 мг/м2. Третья группа в связи с этим обладает значениями вертикальных запасов более 19200 мг/м2 и не имеет верхнего предела.
Вышеперечисленные группы россыпей условно подразделены на бедные, умеренные (средние) и богатые.
Таким образом, бедные россыпи представляют месторождения со средним вертикальным запасом до 2400 мг/м2, умеренные - россыпи с вертикальными
запасами 2400-19200 мг/м2 и, наконец, богатые россыпи - более 19200 мг/м2.
Как правило, в контуре подсчета запасов бедных россыпей количество проб с вертикальными запасами менее 2400 мг/м2 составляет 60-80%, а всех проб -70-95%. В контурах богатых месторождений проб с вертикальными запасами менее 2400 мг/м2 может совсем не быть, либо первые проценты - первый десяток процентов. Всех проб на богатых месторождениях с вертикальными запасами до 2400 мг/м2, как правило, не больше 50-60%, очень редко 70%.
По этому показателю россыпи легко распознаются на самых ранних стадиях разведки и даже при поисках, так как для этого достаточно, согласно времен-
как правило, не переводит россыпь из одной категории в другую.
Ленские аллювиальные россыпи широко известны как месторождения с весьма высокой продуктивностью. На один км полигона иногда приходилось более 10 т металла. Поэтому если в прошлые годы к бедным относили россыпи с линейной насыщенностью 100500 кг на пог. км, то к настоящему времени такие россыпи можно с полным правом называть умеренными по продуктивности. В то время как бедными и богатыми следует считать долины с продуктивностью соответственно 50-100 и более 500 кг на один километр долины.
Весьма важным признаком, от которого в значи-
ным районным кондициям, выделить россыпь на 2-4 тельной мере зависит выбор оптимального способа линиях с количеством скважин в контуре от 10 и более разведки, является степень выдержанности россыпи. единиц. Дальнейшая детализация разведки россыпи, Для количественного выражения степени выдержан-
ности по каждому разрезу определялась максимальная ширина струи с вертикальным запасом более 1000 мг/м2, полученное значение делилось на количество таких струй и умножалось на коэффициент продуктивности, определяемый эмпирическим путем. Чем выше продуктивность, тем меньше значение поправочного коэффициента. Для россыпей с насыщенностью менее 100 кг на пог. км коэффициент принимался равным 1; при насыщенности 100-200, 200-400, 400600, 600-800, 800-1000, 1000, 1200 и более 1200 кг данный коэффициент соответственно составлял 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,45 и 0,4. В Ленском золотоносном районе полученное таким образом значение степени выдержанности россыпи колеблется от 0,5 до 12. Среднее значение нескольким линиям дает относительный показатель выдержанности россыпи в пределах разведанного участка. Россыпи со значениями степени выдержанности менее 2 отнесены в класс невыдержанных; 2-6 - умеренно выдержанных и более 6 - к выдержанным.
Горно-геологические условия, в конечном счете, определяют сложность строения месторождения и влияют на выбор методов ее разведки. В этой связи все месторождения Ленского района были подразделены по степени их сложности на три большие группы: простые, умеренной сложности и сложные.
К простым по строению месторождениям отнесены мелкозалегающие (до 10 м) россыпи с умеренной валунистостью и нормальным строением плотика. Месторождения умеренной сложности обычно погребены под гетерогенными осадками мощностью до 60 метров, но они, как правило, имеют хорошо выраженный нормальной мощности пласт, залегающий в мерзлых или умеренно обводненных осадках. Россыпи сложного строения кроме повышенной мощности торфов характеризуются сложным строением золотоносного пласта (большая мощность, наличие про-пластков), большой обводненностью, значительной неровностью плотика и высокой валунистостью отложений. К сложным также следует отнести россыпи с очень большой (свыше 60 м) глубиной залегания, независимо от строения пласта, гранулометрии и обводненности осадков.
Масштаб россыпи также является определяющим фактором выбора способа разведки. Масштаб россыпи включает в себя, во-первых, ее запасы, во-вторых, размеры (длина, ширина). Исходя из практики, мелкими (небольшими) являются россыпи с запасами до 1 т и размерами по длине в первые километры и по ширине до 50 м, средними - запасами до 5 т, длиной до 5 км и шириной 50-100 м и, наконец, крупными - по запасам более 5 т, размерами по длине более 5 км и шириной более 100 м.
На основании вышеизложенных признаков, характеризующих продуктивность, крупность, степень выдержанности, и сложности строения россыпей была выполнена классификация ста эталонных объектов (таблица).
Использованные в качестве эталонов объекты охватывают практически все известные золото-россыпные узлы Ленского золотоносного района и поэтому дают достаточно полную картину распространенных здесь типов и разновидностей разведуемых и отрабатываемых россыпей золота. В основном среди эталонных объектов преобладают россыпи средней продуктивности, простого строения и умеренной выдержанности.
На долю выдержанных и невыдержанных россыпей приходится соответственно 11 и 28%. Более половины изученных россыпей по условиям залегания отнесены в категорию средней сложности и лишь 13% объектов по условиям залегания оказались сложными. Такое распределение эталонных объектов по продуктивности, преобладание среди эталонов бедных россыпей простого строения связано с тем, что большое количество эталонных объектов расположены в районе Дальней тайги, для которой характерно широкое развитие россыпей относительно простого строения с низкими средними содержаниями.
Рассматривая основные геологические типы эталонных россыпей по их различию по насыщенности, степени выдержанности, сложности строения и масштабам, необходимо подчеркнуть сложность их классификации, когда среди простых выдержанных россыпей можно встретить месторождение с весьма высоким коэффициентом вариации вертикальных запасов
Классификация россыпей Ленского золотоносного района
Продуктивность Выдержанность, коэффициент выдержанности Горногеологические Масштаб россыпи
кг/пог. км условия, мощность торфов мелкие средние крупные
бедные умеренные богатые не выдержанные умеренно выдержанные выдержанные простые умеренные сложные запас, т длина, км ширина, м запас, т длина, км ширина, м запас, т длина, км ширина, м
Индекс Индекс Индекс
1 2 3 1 2 3 <10 1060 >60 1 2 3
50100 100500 >500 <2 2-6 >6 <1 0-1 50 1-5 1-5 50100 >5 >5 >100
в контуре, нетипичным соотношением положительных и отрицательных элементов неоднородности, неподтверждением запасов при добыче умеренно выдержанных простого строения россыпей и др.
Как же все-таки основные типы эталонных россыпей соответствуют общепризнанным группам месторождений, согласно классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов полезных ископаемых?
В Ленском золотоносном районе преобладающая масса (79 россыпей из выбранных в качестве эталонных) месторождений при их разведке отнесены к III группе, тогда как на основе предложенного количественного способа оценки имеет место более широкий диапазон типов (групп) месторождений. Причем имеет место как занижение, так и завышение групп по классификации Государственной комиссии по запасам (ГКЗ), что приводит в первом случае к недоразведке, во втором - к переразведке россыпи.
Предложенный количественный способ оценки степени выдержанности россыпей золота в сочетании с другими количественными характеристиками позволяет на предварительной, а нередко и на поисковой стадиях разведки объективно устанавливать группу месторождений по классификации ГКЗ.
В группу 11а следует включить выдержанные и умеренно выдержанные крупные по масштабу россыпи; в группу 11б - крупные и средние умеренно выдержанные; в группу IIIа - невыдержанные среднего, умеренно выдержанные среднего и выдержанные мелкого масштабов; в группу Шб - умеренно выдержанные и невыдержанные мелкого и среднего масштабов и, наконец, в IV группу целесообразно относить умерен-
но выдержанные и невыдержанные мелкие по масштабу россыпи изометрических форм.
Типичные черты месторождений группы На - приуроченность к долинам III-IV порядка, мелкий и средний металл (медиана менее 3 мм), металл повышенной уплощенности и окатанности, высокая (более 1 т на пог. км) продуктивность, средние значения энергии рельефа и продольных уклонов, песчано-сланцевый плотик, высокие (более 6-ти) значения коэффициентов выдержанности и большая (более 5 км) протяженность.
Типичные черты группы Иб - большая протяженность и высокая продуктивность (0,5-1 т на 1 пог. км), приуроченность к долинам III-VII порядка, средний и мелкий размер металла преимущественно хорошей окатанности, выдержанность не более 6.
Остальные эталонные месторождения относятся к III (79 россыпей) и IV (14 россыпей) группам по классификации ГКЗ. Причем к числу средних и мелких по богатству со средней шириной менее 50 м относится 36 россыпей, со средней шириной 50-100 м - 41 россыпь и со средней шириной более 100 м - 2 россыпи. Месторождения IV группы - это мелкие, изометрической формы россыпи, когда их длина не превышает 1 км, а ширина часто достигает 100 и более метров.
По совокупности факторов, учитывающих насыщенность, сложность, условия залегания и масштабы россыпи, в Ленском золотоносном районе выделяются 15 типов россыпей с балансовыми и забалансовыми запасами и 16 для прогнозных ресурсов. Такая подробная классификация объектов позволяет целесообразно выбирать рациональный способ разведки и оптимальный вариант разведочной сети.
1. Антонов С.Г., Шевелев В.В., Загибалов А.В., Тищенко Е.И. Выработка рационального комплекса разведки россыпей Ленского золотоносного района на основе их промышленно-генетической типизации. Иркутск: Иркутское ПГО, 1990.
2. Гольдфарб Ю.М. Динамическая классификация аллювиальных россыпей золота Северо-Востока России // Геология рудных месторождений. 2007. № 4. Т. 49.
3. Загибалов А.В. Оценка погрешностей разведочных данных при оценке запасов россыпных месторождений
ский список
золота // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). М.: Изд-во «Горная книга», 2011. № 7.
4. Казакевич Ю.П. Золотоносные россыпи Ленского района // Труды ЦНИГРИ. 1972. Т. 88.
5. Флеров И.Б., Трофимов В.С. Типы промышленных концентраций минералов в аллювии в связи с условиями россыпеобразования // Перемещение полезных компонентов в долинах. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1977.
