SUPERGENE FEATURES OF THE DZHAMGYR DEPOSIT (WESTERN TIEN-SHAN)

ГИПЕРГЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЖАМГЫР (ЗАПАДНЫЙ ТЯНЬ-ШАНЬ)

Научная статья

Ревинский Ю.А.^1, *, Шарова Т.В.²

¹ ORCID: 0000-0003-2611-8990;

² ORCID: 0000-0003-1413-0239;

^{1, 2} Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

* Корреспондирующий автор (yarevinskiy[at]sfedu.ru)

Аннотация

Актуальность темы статьи определяется тем, что данное месторождение в настоящее время разрабатывается, но при этом не учитываются особенности гипергенного распределения золота. Анализ условий рудолокализации позволит обратить внимание на особенности распределения золота по рудным телам. Методика работ включала полевые методы картирования месторождения, минералого-петрографические, тектонофизические, геохимические методы, а также применение лазерного микроспектрального анализатора LМА-10. Цель исследования – получение данных об особенностях распределения золота в зоне гипергенеза кварцево-жильного месторождения. Результаты исследований: выделены морфологические типы золота - рассеянное, первичное и гипергенное. Установлены количественные значения золота в галените, пирите, лимоните. Определён характер распределения пробности золота на разных глубинах месторождения. Выделены и охарактеризованы зоны окисления, выщелачивания и вторичного золотого обогащения как для кварцевых жил, так и сделаны предположения для других рудных тел многоярусного оруденения месторождения. Выводы: установлены или предполагаются границы гипергенных зон, опирающиеся на выработки, пересекающие рудные тела, даны рекомендации по разработке месторождения.

Ключевые слова: кварцевая жила, золото, гипергенный процесс, месторождение Джамгыр, зона окисления, выщелачивание, вторичное обогащение.

SUPERGENE FEATURES OF THE DZHAMGYR DEPOSIT (WESTERN TIEN-SHAN)

Research article

Revinsky Yu.A.^1, *, Sharova T.V.²

¹ ORCID: 0000-0003-2611-8990;

² ORCID: 0000-0003-1413-0239;

^{1, 2} Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

* Corresponding author (yarevinskiy[at]sfedu.ru)

Abstract

The relevance of the topic of the article is determined by the fact that while the deposit under study is currently being developed, the features of the supergenic distribution of gold are not taken into account. An analysis of the conditions of ore localization will allow for paying attention to the features of the distribution of gold in ore bodies. The methodology included field methods of mapping the deposit as well as the mineralogical-petrographic, tectonophysical, geochemical methods, and the use of the LMA-10 laser microspectral analyzer. The purpose of the study is to obtain data on the features of the distribution of gold in the supergene zone of the quartz-vein deposit. As a result, the authors distinguish morphological types of gold - scattered, primary and supergenic. The study also establishes quantitative values of gold in galena, pyrite, limonite and determines the nature of the distribution of the probity of gold at different depths of the deposit. Zones of oxidation, leaching, and secondary gold enrichment are identified and characterized both for quartz veins while also providing prognoses for other ore bodies of the multi-tiered mineralization of the deposit. Conclusions: the boundaries of supergene zones based on workings crossing ore bodies are established or assumed, recommendations for the development of the deposit are given.

Keywords: quartz vein, gold, supergene process, Dzhamgyr deposit, oxidation zone, leaching, secondary enrichment.

В данной статье приводятся данные исследований особенностей гипергенеза месторождения Джамгыр, расположенного на территории республики Кыргызстан, на основе анализа фактического материала, полученного автором в процессе полевых работ 1987 – 1991 гг. Автором проводились детальные геолого-поисковые маршруты, документировались поверхностные и подземные выработки, составлялись карты первичных геохимических ореолов, минералого – петрографические разрезы. В 2004 – 2021 гг., как процессы гипергенеза, так и другие особенности месторождения Джамгыр изучались в лабораториях Южного федерального университета г. Ростова-на-Дону минералого-петрографическими, тектонофизическими, геохимическими методами, с применением данных микроспектрального анализа, термовакуумной декрепитации и использованием литературных источников. Рельеф площади месторождения крутосклонный с абсолютными отметками рудных жил от 3100 до 3450 м. Глубина изучения месторождения составила от 200 до 605 метров. Успешно проведённые работы позволили после стадии поисково – оценочных работ перейти в 2010 г. к отработке золотоносных кварцевых жил месторождения при незначительном его доизучении.

Месторождение Джамгыр приурочено к среднеазиатскому поясу золото – медно – молибден – вольфрамовых месторождений [1] и представлено золотоносными кварцевыми жилами в докембрийских гранитоидах (рис. 1). Кварцевые жилы образуют различные, преимущественно, жильные формы, имеющие крутые углы падения и простираются в северо-западном направлении на расстояние до 700 м при среднем содержании золота около 10 г/т и средней мощности около 1,0 м.

Формирование месторождения проходило в несколько этапов [2], основным рудным из которых является гидротермальный, связанный с образованием серии сколовых трещин при плоской деформации близповерхностной части месторождения. Минерализация кварцевых жил малосульфидная (сульфидов менее 5%) и представлена тремя генерациями пирита, двумя генерациями арсенопирита, а также сфалеритом, галенитом, минералами блёклой руды, сульфосольными разновидностями минералов свинца, сурьмы, серебра, халькопиритом двух генераций. Из вторичных минералов установлены – малахит, азурит, скородит, халькозин, лимонит, ковеллин, церусит, англезит. Месторождение Джамгыр, согласно классификации месторождений золота Ю. Г. Сафонова [3], относится к золокварцевому жильному типу в интрузивных телах.

Рис. 1 – Схематическая геологическая карта месторождения Джамгыр:

1 – четвертичные аллювиальные отложения; 2 –биотитовые граниты и гранит-порфиры бакаирского комплекса; 3 – граниты бешторского комплекса; 4 – песчаники и алевролиты узунбулакской свиты; 5 – акшамский комплекс: лампрофиры, диабазы(а) и гранит-порфиры, микрограниты (б); 6 – кварцевые жилы; 7 – кальцитовые и кварц-кальцитовые жилы; 8 – разломы: установленные (а), предполагаемые (б); 9 – площадь проведения геохимических работ по первичным ореолам рассеяния; 10 –скважина № 11, глубина – 605 м

Примечание: составил Ревинский Ю.А. по материалам полевых работ 1987-1991 гг.

Золото на месторождении Джамгыр имеет размеры от 0,005 до 3 мм и установлено 3-х типов: 1. - редко рассеянное, таблитчатое, жёлтого цвета – на гранях и трещинах пирита I и арсенопирита II, цвет – жёлтый. 2. – первичное -«белёсое» золото (калаверит?) – губчато-дендритовые образования в рудном кварце или связано с блёклой рудой, галенитом, сфалеритом, сульфосолями. 3.– гипергенное золото, имеющее ярко-жёлтый цвет, связанное с перераспределением золота первого и второго типов. Кроме мелкого золота основных сульфидов, происходило перераспределение и субмикроскопического золота.

Для минерала галенита, имеющего неравномерное распределение в рудных телах, установлено его замещение вторичными минералами – англезитом и церусситом. В некоторых зёрнах галенита микроспектральным анализом, проведенным на лазерном микро-спектральном анализаторе LМА-10, установлены выделения золота размером до 0,02 мм., также как и для пирита и лимонита (таб.1). Перераспределялось золото не только пирита, но и претерпевшего изменения галенита, также как это установлено и для золоторудных объектов Приамурья[4]. Для срастаний галенита и блёклой руды установлена кайма замещения гипергенными минералами, но только по галениту, что связано, очевидно, с электро-химической коррозией [5].

С глубиной размеры образований галенита увеличиваются до 4 мм, тогда как в поверхностных условиях его размеры 0,005-0,3 мм. Пробность же золота с глубиной уменьшается, что связано с процессами его самоочищения и укрупнения, что подтверждено, например, и для месторождения Крутое северо-востока России [6]. По пириту рудной ассоциации также развиваются вторичные минералы – марказит, гидролепидокрокит, до его полного замещения лимонитом.

Таблица 1 – Содержания золота в рудных минералах

Химический элемент, длина волны		Минералы, N аншлифа, место отбора
		Арсенопирит N 70168, жила 1	Блёклая руда, N70193-1, жила 2	Галенит N70192 жила 2	Галенит, N87512 жила 2 Глубина 160 м	Пирит, N87512 жила 2 Глубина 160 м	Сфалерит, N70192-1 жила 1	Блёклая руда, N70168-1, жила 1	Лимонит, 80160 Шт.1, глубина 24 м
Au%	2875,95	-	-	-	сл.	-	-	-	˃ 1
	2688,71	-	-	0,003	0,003	0,002	-	-	˃ 1

Примечание: данные МСА LMA-10  

Наличие вторичных минералов, развивающихся по сульфидам рудоносных кварцевых жил свидетельствует о наличии процессов образования определённой гипергенной зональности на месторождении Джамгыр. Факты миграции золота, наличие зон окисления выщелачивания и предположительно зон вторичного обогащения аналогичны явлениям описанным для различных месторождений Дальнего Востока РФ [6], [7]. Кварцевые жилы месторождения Джамгыр имеют некоторые специфические особенности строения и распределения рудного вещества, которые требуют более детального рассмотрения их гипергенной зональности.

Распределение образований золота в кварцевых жилах крайне неравномерное. Золото приурочено преимущественно к висячим зальбандам жил, разбитых системой трещин, ориентированных вдоль их простирания. Протяжённость участков жил с видимым золотом (размер 2-3 мм, содержания золота - более 30 г/т) в рыхлых пустотках, заполненных гидроокислами железа и золотом составляют не более 3-4 м. Весьма интересны также взаимоотношения выделений золота и халцедона, когда в одних случаях халцедон нарастает на золото. В других – наоборот, золото выделяется позже халцедона. Таковы же взаимоотношения золота и лимонита, что служит важной характеристикой миграции золота в гипергенных условиях [8], [9].Такие вторичные минералы как малахит, азурит, лимонит приурочены к плоскостям трещиноватости кварцевых жил, что весьма характерно для зон окисления сходных золоторудных объектов [7].

Результаты травления золота царской водкой аншлифов поверхностных частей жил по сравнению с образцами, отобранными с горизонта штольни 2 (глубина 160 м) свидетельствуют с одной стороны о наличии зон окисления на глубине и об уменьшении пробности золота с глубиной, с другой. Возрастание пробности золота в зоне окисления связано, очевидно, с его самоочищением и укрупнением. Подобные результаты травления золота описаны и ранее Альбовым М.Н., Черепкиным В.К. [9], [10]. Золото, образовавшееся в результате перехода первичных руд в гипергенные, свидетельствует о том, что с глубиной пробность его должна уменьшаться. Данное явление описано ранее Альбовым М.Н. [10] и служит главным отличием гипогенного и гипергенного золота.

На рисунке 2 изображены проекции рудных тел на вертикальную плоскость с выделением подсчётных блоков, на которых показаны все выработки (скважины и горизонты штолен), пройденные по рудным телам месторождения. По данным этих выработок можно утверждать, что нижняя граница зоны окисления находится ниже горизонта штольни 1 (3220 м).

Зона полного окисления на месторождении Джамгыр развита слабо и приурочена преимущественно к субширотным разломам, определяющим общую тектоническую структуру месторождения. Данные разломы фрагментарно выполнены кварцем, в котором иногда отмечаются участки сильного окисления пирита в виде каверн, заполненных рыхлым лимонитом. Содержания золота весьма неравномерны и незначительны – первые граммы и его видимые выделения отсутствуют. Субширотные тектонические зоны разбивают месторождение на отдельные блоки, распределение уже самых молодых по относительному возрасту рудных жил в которых подчиняется закону правого ряда кулис. Непосредственно в рудных жилах процессы окисления развиваются в местах сочленений разновозрастных жил, в местах образования сульфидов.

Зона выщелачивания представлена более значимыми содержаниями золота, чем в зоне окисления, но не наибольшими по месторождению. Трещины в рудном кварце заполнены гипергенными минералами – азурит, малахит, англезит, церуссит, скородит, лимонит реже ковеллин, халькозин. В пределах рудных тел данная зона проявлена отдельными участками жил, имеющими преимущественное распространение в пределах горизонтов штолен 1 и 2.

Рис. 2 – Проекции рудных тел № 1 и № 2 на вертикальную плоскость:

1 – зияния в рудных телах; 2 – продолжение штольневых горизонтов; 3 – штольневой горизонт; 4 – блоки подсчета запасов; 5 – блоки подсчета прогнозных ресурсов; 6 – пересечение скважиной рудного тела, числитель-содержание золота, знаменатель-мощность рудного тела; 7 – отметка устья штолен; 8 – орт; 9 – штрек; 10 – рассечки

 

Зона вторичного обогащения приурочена к определённым, участкам рудных тел, наиболее благоприятным для локализации золоторудной минерализации. Выявляются данные участки по наличию «ураганных» содержаний золота. По рекомендации Альбова М.Н. [10], нижним пределом «урагана» принимаем 5-и кратное превышение среднего содержания по месторождению, в данном случае это 50 г/т. Содержания золота выше данной величины отмечаются для определённых фрагментов рудных тел, которые и представляют зону вторичного обогащения данного месторождения – зоны сочленения рудных жил с субширотными разломами; маломощные участки кварцевых жил; участки висячих зальбандов рудных жил, претерпевших значительную трещиноватость; участки пережимов и выклиниваний жил, участки изменения углов падений жил и послерудных смещений. Максимальные содержания золота в зоне вторичного обогащения достигают 320-450 г/т и это не единичные содержания, но относимые к «ураганным» пробам. Представлены такие участки видимым золотом ярко-жёлтого цвета комковатым в лимоните или чешуйчатое, жилковато-пластинчатое, дендритовидное, приуроченное к трещинкам и микротрещинкам в кварце.

Распространение зоны вторичного обогащения в данном случае не совсем соответствует классическим определениям [7] её положения в основании зоны окисления, а определяется особенностями строения месторождения. Смены зон окисления, выщелачивания и вторичного обогащения по вертикали не происходит и детальное их картирование возможно лишь при более высокой степени разведанности месторождения. Однако, уровень грунтовых вод, определяющий положение границы зоны окисления, приурочен к уровню ближайшей реки Каракасмак на средней высоте вблизи месторождения Джамгыр – 2880м, т.е. мощность зоны окисления составит около 500 м. Мощность зоны вторичного обогащения, согласно Н.В.Нестерову и В.К. Черепкину [7], [9] для золоторудных месторождений составляет в среднем 50 м. Прерывистость положения рудных тел данного месторождения не позволяет выделить однозначно зону обогащения, а только в виде особых зон тектонически и минералогически структурированных фрагментов рудных тел.

Кроме того, в связи с особенностями генезиса месторождения Джамгыр и наличием его многоярусности, изложенных в источниках [2], [11], наличие зоны вторичного обогащения в пределах уровня грунтовых вод, определяемых р. Каракасмак, предполагается и для штокверкового карбонатно-углеродно-золотоносного оруденения, расположенного ниже поля распространения изученных кварцевых жил.

Таким образом, в результате проведённых исследований месторождения Джамгыр установлены некоторые его гипергенные особенности:

1. Распределение гипергенных продуктов изменения основных рудных минералов играет определяющую роль в распределении содержаний золота в рудных телах.
2. Зона вторичного золоторудного обогащения предполагается как в структурно локализованных участках рудных жил, так и в нижней части зоны окисления, расположенной на глубинах 450-550 м от поверхности месторождения.
3. Горизонтами штолен 1 (3219 м) и 2 (3286 м) рудные тела 1 и 2 вскрыты преимущественно в зоне выщелачивания с отдельными фрагментами зоны вторичного обогащения на горизонте шт.1 (содержания золота более 300 г/т)
4. Фрагменты зоны окисления вскрыты по рудному телу 2 скважинами 9 и 12 с низкими содержаниями золота. По скважине 12 (горизонт 3130 м) предполагается нижняя граница зоны окисления.
5. Наличие многоярусности оруденения месторождения предполагает необходимость белее детального изучения его гипергенной зональности в полном вертикальном разрезе.
6. Наличие структурно-локализованных фрагментов зон вторичного золоторудного обогащения кварцевых рудоносных жил требует выбора наиболее целесообразной технологии разработки месторождения.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Кудрин В. С. Золото-медно-молибден-вольфрамовый рудный пояс Тянь-Шаня / В. С. Кудрин, С. Г. Соловьёв, В. А. Ставинский и др. // Геология рудных месторождений. – 1990. – №4. – С. 13–27
2. Наставкин А.В. Генетические особенности месторождения Джамгыр (западный Тянь-Шань) / А.В. Наставкин, Ю.А.Ревинский // Международный научно-исследовательский журнал–2018. – №12 (78). –Часть 2. – С.69–74
3. Сафонов Ю. Г. Гидротермальные золоторудные месторождения: распространенность – геолого-генетические типы – продуктивность рудообразующих систем / Ю. Г. Сафонов // Геология рудных месторождений. т. 39. – 1997. – №1. – С. 25–40
4. Кузнецова И. В. Поведение золота и свинца в зоне гипергенеза / И. В. Кузнецова, В. Г. Моисеенко // Руды и металлы. – 2011. – №1.– C. 24–27
5. Миков А.Д. О скорости растворения золота в гипергенных условиях / А.Д. Миков // Известия Томского ПИ, т. 289. – 1976. – С. 59–60
6. Савва Н. Е. Минералы золота и серебра в зоне вторичного сульфидного обогащения / Н. Е. Савва, Г. А. Пальянова // Вестник СВНЦ ДВО РАН. – 2010. –№1. – С. 33­–45
7. Нестеров Н. В. Гипергенное обогащение золоторудных месторождений северо-востока Азии / Н. В. Нестеров. – Новосибирск.: Наука, 1985. – 200 с.
8. Билибин Ю.А. К вопросу о вертикальной зональности рудных месторождений / Ю.А. Билибин // Записки ВМО, – 1951. – выпуск 2, – С. 81–87
9. Черепкин В.К. Вторичные процессы в сульфидных и золоторудных месторождениях / В.К. Черепкин, В.К. Бернатонис // Издательство ТПИ, г. Томск, 1981 – 89 с.
10. Альбов М. Н. О формах миграции золота в зоне окисления рудных месторождений / М.Н. Альбов // Известия АН СССР. серия геологическая, 1952.– №4.– С. 41–53
11. Шарова Т.В. «Чуждые» минеральные ассоциации и многоярусность золоторудного месторождения Джамгыр (Западный Тянь-Шань) / Т.В. Шарова, Ю.А. Ревинский // Международный научно-исследовательский журнал. –2021. – №1 (103) – Часть 2. – С. 30–36.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Kudrin V.S. Zoloto-medno-molibden-vol'framovyj rudnyj pojas Tjan'-Shanja [Gold-Copper-Molybdenum-Tungsten Ore Belt of the Tien Shan] / V. S. Kudrin, S. G. Solov'jov, V. A. Stavinskij et al. // Geologija rudnykh mestorozhdenij [Geology of ore deposits] – 1990. – 4. – P. 13–27. [in Russian]
2. Nastavkin A.V. Geneticheskie osobennosti mestorozhdeniya dzhamgyr (zapadnyj Tyan-Shan) [Genetik features of Jamgyr deposit (western Tien-Shan)] / A.V. Nastavkin, Ju.A. Revinskij // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatelskij zhurnal [Internetional Research Journal].– – 12 (78). –part 2. – P.69–74 [in Russian]
3. Safonov U.G. Gidrotermalnye zolotorudnye mestorozhdeniya: rasprostranennost – geologo-geneticheskie tipy – produktivnost rudoobrazuyuschikh sistem [Hydrothermal gold deposits: prevalence – geological and genetic types – productivity of ore-forming systems] / Yu.G. Safonov // Geologiya rudnykh mestorozhdeni [Geology of ore deposits]. j. 39. – 1997. – 1. – P. 25-40 [in Russian]
4. Kuznetsova I.V. Povedenie zolota i svintsa v zone gipergeneza [Behavior of gold and lead in the hypergenesis zone] / I.V. kuznetsova, V.G. moiseenko // Rudy i metally [Ores and metals]. –2011.– 1.– P. 24–27 [in Russian]
5. Mikov A.D. O skorosti rastvoreniya zolota v gipergennykh usloviyakh [About the rate of dissolution of gold in hypergenic conditions] / A.D. Mikov // izvestiya tomskogo pi [Bulletin of the Tomsk Polytechnic Institute], Vol. 289. – 1976. – P. 59–60 [in Russian]
6. Savva N.E. Mineraly zolota i serebra v zone vtorichnogo sulfidnogo obogascheniya [Minerals of gold and silver in the zone of secondary sulfide concentration] / N.E. Savva, G.A. Palyanova // vestnik svnts dvo ran [Bulletin of the SVNTs FEB RAS]. – 2010. –1. – P. 33–45 [in Russian]
7. Nesterov N.V. Gipergennoe obogaschenie zolotorudnykh mestorozhdenij severo-vostoka azii[Hypergene enrichment of gold deposits in northeast Asia] /N.V. Nesterov// – Novosibirsk: nauka, 1985. – 200 p. [in Russian]
8. Bilibin Yu.A. K voprosu o vertikalnoj zonalnosti rudnykh mestorozhdenij [On the issue of vertical zoning of ore deposits] / Yu.A. Bilibin // zapiski vmo[Notes of the All-Russian Mineralogical Society] – 1951.– Issue 2, – P. 81–87 [in Russian]
9. Cherepkin V.K. Vtorichnye protsessy v sulfidnykh i zolotorudnykh mestorozhdeniyakh [Secondary processes in sulfide and gold deposits] / V.K. Cherepkin, V.K. Bernatonis. Tomsk Polytechnic Institute Publishing House, g. Tomsk, 1981 – 89 p.
10. Albov M.N. O formakh migratsii zolota v zone okisleniya rudnykh mestorozhdenij / M.N. Albov// izvestiya an SSSR. seriya geologicheskaya [News of the USSR Academy of Sciences. geological series], 1952.– 4. p. 41–53. [in Russian]
11. Sharova T.V. "Chuzhdye" mineralnye assotsiatsii i mnogoyarusnost zolotorudnogo mestorozhdeniya dzhamgyr (zapadnyj tyan-shan) ["Alien" mineral associations and layering of the Dzhamgyr gold deposit (Western Tien Shan)] / V. Sharova, Yu.A. Revinskij// Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatelskij zhurnal [Internetional Research Journal]. –2021. – 1 (103) – part 2. – p. 30–36. [in Russian]