Геология и золотоносность месторождения Шамбесай

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 550.812:553.3.045(575.2)                        

Месторождение Шамбесай располагается на территории Кадамджайского района Баткенской области Кыргызстана, координаты: 40°04′41″ с. ш. и 72°05′02″ в. д.

Абсолютные отметки площади месторождения — 1300–1500 м, располагается на левом борту долины р. Исфайрам (Рисунок). Река Исфайрам многоводна, как в летнее, так и в зимнее время. Ближайший населенный пункт — село Майдан в долине р. Исфайрам — находится в 1,2 км по автодороге от площади месторождения и в 300 м по прямой. Расстояние до г. Ош — 110 км.

Территория относится к 8-балльной зоне интенсивности сейсмических воздействий со средней повторяемостью 1 раз в 1000 лет. Прогнозируется, что в ближайшие 50–100 лет в районе месторождения Шамбесай возможно проявление сильных землетрясений с магнитудой 6–6,5 с максимальными сейсмическими ускорениями от 339 до 383 см/с2 (0,30,35 д).

Ближайшими горнопромышленными предприятиями являются законсервированный ртутный рудник Чаувай и сурьмяный комбинат в Кадамджае. В районе г. Кызыл-Кия действуют угледобывающие предприятия и цементный завод.

Рисунок. Положение месторождения Шамбесай в рельефе .

В с. Майдан в 1,2 км от месторождения имеется подстанция 35–10 кВ, а загрузка сетей максимальная. Подключение к линии 110 кВ потребует строительства ЛЭП протяженностью 25 км.

В процессе подготовительных работ к освоению месторождения Шамбесай необходимо решить проблему с обеспечением будущего горнорудного предприятия электроэнергией.

В геологическом отношении район месторождения Шамбесай является одним из наиболее изученных в Южном Тянь-Шане.

В связи с перспективностью региона на ртуть и сурьму, особенно детально изучался в 1925-1990 гг. на эти виды полезных ископаемых специалистами разных геологических школ СССР.

Месторождение Шамбесай было открыто в 2007 г. ЗАО Z-Explorer с помощью литогеохимического опробования: в начале по потокам рассеяния, затем вторичным ореолом рассеяния. Геологоразведочные работы на месторождении проводил ЗАО Z-Explorer с 2007 по 2012 гг. Детально разведана его восточная часть, которая может быть отработана открытым способом. Разведка глубоких горизонтов в западной и южной частях месторождения не завершена [1–4].

На площади месторождения обнажаются отложения силура, девона, среднего карбона, верхнего мела, олигоцена-миоцена и четвертичные отложения.

Силур, верхний отдел — девон, нижний отдел. Майданский олистромовый комплекс (S 2 -D 1 m) слагает правый борт сая Шамбесай. Комплекс состоит из глинистых сланцев с редкими глыбами песчаников, спилитов, мраморов, кремнистых пород. Граница с залегающими севернее отложениями среднего карбона надвиговая — сланцы Майданского комплекса надвинуты на породы толубайской свиты.

Девон — карбон, нижний отдел. Тамашинская свита. Породы свиты представлены радиоляритами, кремнистыми сланцами с горизонтами известняков.

Карбон, средний отдел, московский ярус, нижний подярус, пыркафская свита (С 2 Pr). Свита представлена серыми, реже темно-серыми афанитовыми и органогенными массивно-смистыми известняками с редкими желваками светло-серых кремней. Известняки слагают верхнюю часть левого борта сая Шамбетсай, образуя обрывистые гряды.

Карбон, средний отдел, толубайская свита (С 2 tl). Свита в основном сложена терригенными породами. В нижней части разреза преобладают осадочные брекчии, гравелиты, мелкообломочные конгломераты, распространены огромные глыбы известняков – олистолиты. В верхней части разреза преобладают карбонатно-кремнистые брекчии на вулканогенном цементе.

Мел, верхний отдел, Калачинская свита (K 2 Kl) с резким несогласием субгоризонтально залегает в западной части площади месторождения на палеозойских отложениях. Состав — красноцветные конгломераты.

Палеоген–неогеновая система, олигоцен–миоцен. Массагетская свита (P 3 -N 1 ms). Отложения свиты субгоризонтально залегают на отложениях мела. Представлены гравелитами, конгломератами и песчаниками.

Нерасчлененные четвертичные отложения (Q) слагают днище и нижние части склонов сая Шамбесай, а также формируют высокую террасу в северо-западной части площади, где залегают на массагетской свите. В долине Шамбесая — это промовиальные и демовиальные, в меньшей мере колмовиальные щебенисто-суглинистые и супесчанистые отложения с глыбами известняков. Некоторые глыбы достигают десятков метров.

Структура площади месторождения — моноклиналь южного падения, сильно нарушенная разломами. В контуре среднекарбоновых отложений моноклиналь крутая (50–

70°). Падение надвинутых пород силура-девона в западной части — 30°, в восточной пологое — 10°.

В восточной части месторождения породы образуют локальную флексурную складку с северо–восточным простиранием оси. Центроклинальная часть прогиба на северо-востоке имеет падение к юго-западу под углом от 0° до 30°. Северное крыло прогиба имеет обычное для Шамбесайской моноклинали южное падение под углами от 50° до 80°, затем идет синклинальный прогиб с углами падения южного крыла 20–35°, далее – антиклинальный прогиб и, наконец, южное крыло флексуры с углами падения от 40 до 70° к югу. По крутым частям флексуры проявлены согласные разрывные нарушения.

В ядре синклинального прогиба флексуры выходят породы толубайской свиты. Ширина складки в контуре толубайской свиты — 300 м, протяженность от тальвега сая до центроклинали в контуре толубайской свиты — 1200 м. Падение шарнира рассматриваемого синклинального прогиба флексуры на большом протяжении 20–27 к юго-западу. Под этим же углом погружается рудная залежь в юго-западном направлении. При этом значительная часть залежи в северо-восточной части участка срезана эрозией или она представляет собой на известняках с эродированной покрышкой пород толубайской свиты.

Небольшое флексурное осложнение моноклинали установлено и в западной части участка. Ось складки здесь также имеет северо-восточное простирание, погружение шарнира — к юго-западу.

Разрывные структуры, прежде всего, подразделяются на две группы: надвиг силур-девонских отложений на среднекарбоновые.

Крутопадающие разломы. Поверхность надвига в фронтальной части имеет южное падение под углами 30–40°. Средний угол по данным бурения — 20–25°.

Разломы разновозрастные. Выделяются древние, предположительно позднегерцинские, и молодые, альпийские. Крутопадающие разломы более поздние, они секут и смещают границу надвига.

Характеристика рудных зон. Золоторудное оруденение в основном тяготеет к нижней части разреза терригенных отложений толубайской свиты. Рудная зона приурочивается либо непосредственно к контакту с известняками пыркафской свиты (восточная часть месторождения), либо располагается вдоль верхних контактов известняков олистолитов, образующих скопление выше контакта, либо образует горизонт среди пород толубайской свиты в их нижней части без связи с известняками.

Сравнительно бедная золоторудная минерализация фиксируется местами в породах пыркафской свиты на расстояниях до нескольких десятков метров от контакта в зонах лимонитизированных пород. Рудная зона восточной части участка изучена детально и намечается под открытую разработку. Здесь зона приурочена к контакту известняков и терригенных пород. Зона пластообразна. Из-за первичной неровности контакта (названная выше флексура) и благодаря пострудным разломам, рудная зона имеет сложное строение. В поперечнике ее падение с севера на юг: к югу под углом 50°, затем синклинальный прогиб, затем южное крыло прогиба с падением к северу под углом 27°, затем антиклинальный прогиб и южное крыло флексуры с падением к югу под углом 45°. Оруденение в основном приурочивается к антиклинальному прогибу и его северному крылу (рудное тело №2). На восточном фланге установлено оруденение, и в южном, сравнительно крутом (40–70°) крыле флексуры (рудное тело №5).

Оруденелыми являются метасоматически переработанные терригенные породы. Реже оруденения заходят в известняки пыркафской свиты.

В восточной части площади месторождения рудная зона выходит на поверхность, местами эродирована.

Рудная зона выделена по присутствию сульфидной и окисленной рудной минерализации. Зачастую руда представляет собой рыхлую бурую массу с обособлениями размером 1–2 м слабо измененных первичных пород. Эти обособления имеют сложные границы. Окисленные руды (не всегда) сменяются вверх по разрезу смешанными (переходными). От окисленных они отличаются более светлой окраской — желтовато-бурой, они более плотные, содержат частично окисленные сульфиды. Еще выше устанавливается горизонт первичных руд. Зачастую это углистые алевролиты черного цвета с тонкой вкрапленностью сульфидов (пирита и арсенопирита).

Переход вверх по разрезу к пустым породам постепенный — по исчезновению сульфидов. Окисленные руды залегают под сульфидами. Подземные воды, омывая контакт толубайской и пыркафской свит, окислили оруденение в зоне контакта. Химический состав известняков мог оказать влияние на окисленные руды. Трудно пока объяснить причины различий в химическом составе первичных и окисленных руд. Первые содержат в значительных количествах мышьяк, в повышенных количествах — ртуть и сурьму, они углистые с высоким содержанием органического углерода. Вторые практически лишены этих вредных для золотых руд компонентов.

Рудное тело окисленной руды было сформировано в процессе формирования древней ковы выветриванием. В то же время наличие сульфидных руд и локально проявленной рудной минерализации в ниже залегающих известняках может свидетельствовать о гидротермальном оруденении.

В процессе обобщения фактических материалов разведки месторождения Шамбесай выделено 13 так называемых зон, которые можно рассматривать как отдельные рудные тела. Их контуры являются природными.

Основным объектом месторождения является зона №2 в ядре синклинального перегиба флексуры. Ее продолжение к востоку — зона №6 отделяется от зоны №2 саем, рудное тело уничтожено денурацией — здесь выходят постилающие известняки. Продолжением зоны №2 на глубину после сброса северо-западного простирания является зона №1 — объект для подземной отработки.

В южном крыле флексуры изучено одно тело – зона №5, которое также намечается для открытой разработки.

Запасы рудных тел №2 и №6, с целью открытой добычи, разведаны до категории С 1 и С 2 , разведанность зоны №5 — до категории С 2 .

Другие рудные тела в пределах контура открытой добычи не разведаны. Из них следует отметить нижеследующее: зона №13 представляет собой рудное тело в терригенных породах толубайской свиты выше зоны №2. Намечается вовлечь в отработку параллельно с зоной №2. Зона №4 является продолжением зоны №2 к северу. Она пока не входит в контур карьера. Зона недоизучена в северо-восточном направлении.

Зоны №9–12 являются продолжением к юго-западу и северо-востоку зоны №5. Они недоразведаны и пока не рассматриваются как объекты для разработки.

Зона №7 выделена по результатам бурения скважин на одном профиле. Здесь оруденение вскрыто четырьмя скважинами на глубине 23–29 м от поверхности в породах толубайской свиты выше безрудного контакта известняков с терригенными породами. На соседних профилях скважины безрудные. Требуется его доизучение путем бурения скважин в 30 м к западу и востоку.

Реликты первичного состава руд под микроскопом определяются как осадочные брекчии, алевролиты, алевросланцы, кремни, песчаники, микрокварциты. Рудная минерализация в неокисленных рудах представлена пиритом, арсенопиритом, марказитом, магнетитом. Редко встречаемые минералы: буланжерит, халькопирит, тетраэдрит, геокронит, блеклая руда, галенит. Рудные минералы образуют вкрапленные структуры, реже — прожилковые, порфировые, эмульсионные.

Вторичные нерудные минералы представлены серицитом, кварцем, карбонатами. Наиболее распространенным минералом является лимонит. Он развивается по пириту, реже — арсенопириту, образует псевдоморфозы и неправильной формы гнезда, заполняет трещины в породе, нередко распространен в виде цемента, а также образует колломорфные структуры.

Продуктами замещения арсенопирита в частично окисленных рудах являются пирротин, реальгар, аурипигмент и минералы группы лимонита.

Золото в аншлифах выделяется нескольких генераций. Золото первой генерации ярко желтое, наиболее часто встречается в нерудной массе, тяготеет в первичных рудах к сульфидам. Зерна имеют форму пластин, дендритов, чешуй, образует неправильные формы. Размер от тонкодисперсного (0,002 мм) до микроскопического (0,1 мм).

Золото второй генерации наблюдается в лимоните. В ряде случаев отмечена такая особенность: в нескольких пробах с высоким содержанием золота оно не было обнаружено в шлифах, видимо, золото — очень тонкодисперсное.

Сопутствующими компонентами руд месторождения, встречающимися в рудах, являются сурьма и ртуть. Содержание их повышается при переходе от руд, окисленных через переходные к сульфидным.

В окисленных рудах средние содержания As, Hg и Sb, соответственно, составляют: 0,04%, 0,0036% и 0,0082%; в переходных: 0,064%, 0,0055% и 0,0046%.

Из-за низких содержаний ни ртуть, ни сурьма не могут рассматриваться как попутные полезные ископаемые. Они из-за низких содержаний для средних окисленных руд и переходных руд не будут отрицательно влиять на конечный продукт при переработке. Этого нельзя сказать о сульфидных рудах, особенно в отношении мышьяка, т.к. химический анализ руд по трем названным типам из технологических проб, отобранных из скважин, показал гораздо высокие содержания мышьяка в сульфидной и переходной руде: 2,07% и 0,18%, а в окисленной руде — более или менее сопоставимое со средним (изложенным выше) содержанием – 0,064%.

Совершенно очевидно, что сульфидные руды представляют собой сорт мышьяковых упорных руд, которые не могут перерабатываться по одной технологической схеме с окисленными и переходными рудами.

Таким образом, распределение золота характеризуется как неравномерное, а As, Hg и Sb — как крайне неравномерное.

Впервые подсчет запасов (ресурсов по кодексу JORC) был произведен в начале 2009 г. компанией CSA (Австралия). Согласно оценке CSA, ресурсы месторождения по категории interred (предполагаемые) составили: 4,5 млн т руды со средним содержанием золота 2,7 г/т, 12150 кг золота. Оценка ресурсов производилась по данным пробуренных к тому времени 96 скважин. В июле 2010 г. вышел отчет с подсчетом запасов, выполненный компанией Ravensgate (Австралия) на базе пробуренных к этому времени 220 скважин.

В 2011 г. отчет с подсчетом запасов с расчетом кондиций по золоторудному месторождению Шамбесай составлен ЗАО ГПК «Азиярудпроект».

ЗАО ГПК «Азиярудпроект» подсчитал запасы по вариантам бортового содержаний золота, начиная с 0,4 г/т. Запасы даются по всем рудным телам без подразделения на категории.

Подсчитаны запасы по окисленным рудам при варианте бортовых содержаний золота >0,4 г/т: объем, тыс м3 — 1199,97; объемная масса, т/м3 — 2,5; руда, тыс т — 3001,88; среднее содержание золота, г/т — 3,16; золото, кг — 9475,51. А запасы по сульфидным рудам при варианте бортовых содержаний золота >1,0 г/т: объем, тыс м3 — 1685,67; объемная масса, т/м3 — 2,6; руда, тыс т — 4380,78; среднее содержание золота, г/т — 2,25; золото, кг — 9856,48.

Окисленная + сульфидная руда всего: объем, тыс м3 — 2885,63; объемная масса, т/м3 — 2,55; руда, тыс т — 7382,66; среднее содержание золота, г/т — 2,62; золото, кг — 19331,99.

Далее ЗАО ГПК «Азиярудпроект» произвел подсчет балансовых и забалансовых запасов для открытой разработки по категориям С 1 и С 2 . Всего: окисленная + сульфидная руда по категории С 1 — 1566,775 тыс т, при среднем содержании золота, г/т — 5,28; золото, кг — 8276,94; С 2 — 235,329; 2,44 г/т; 574,05 кг.

С 1 + С 2 : 1802,104 тыс. т руды, при среднем содержании золота — 4,91; золото — 8850,99 кг.

Подсчитанные запасы для подземной разработки (окисленная + сульфидная руда) по категориям С 1 + С 2 : руда, тыс. т — 2033,450; среднее содержание золота, г/т — 3,31; золото, кг — 6720,84; при бортовом содержании золота — 2,0 г/т.

Кроме того, выделены перспективные площади и оценены прогнозные ресурсы золота по категории Р 1 при бортовом содержании золота 2,0 г/т. В этом случае они составляют: руда — 749 тыс т; среднее содержание золота — 3,31 г/т; золото — 2480 кг.

На месторождении выделено 2 основных технологических типа руд: легкообогатимые окисленные руды, не содержащие вредных примесей, пригодные для кучного выщелачивания, и упорные сульфидные золотомышьяковые руды, требующие специальных сложных методов переработки. Эти руды планируется добывать вместе с окисленными и временно складировать отдельно.

Разведка месторождения не завершена: разведана его восточная часть, а разведка глубоких горизонтов в западной и южной частях не выполнена. Геологическое строение, вещественный состав руд и морфология рудных тел позволяют считать месторождение Шамбесай аналогом месторождения Карлинского типа США. Требуется в перспективе вести поисковые работы с целью выявления и изучения по всему Туркестано-Алаю месторождений, сходных месторождению Шамбесай.

Для составления ТЭО проекта открытой разработки месторождения и переработки руды методами чанового и кучного выщелачивания, а также строгого соблюдения требований охраны окружающей среды, необходима организация общественного слушания и привлечения к экспертизе проектов специалистов-профессионалов.