Метод определения источника россыпного золота

Определение источников россыпей – важная практическая и научная задача, которая открывает возможность прогнозирования месторождений и прироста ресурсов как коренного, так и россыпного золота [1]. Для диагностики вероятного источника россыпи следует руководствоваться, прежде всего, данными, указывающими на условия ее формирования.

Цель работы заключается в составлении интерактивной логико-информационной программы, позволяющей определить тип источника россыпей низких порядков (согласно классификации Н.А. Ржаницына, 1952 г.) района среднего течения реки Адыча (Верхоянский район, Якутия).

Задачи:

• -    исследование грануломорфологических особенностей золотин водотоков низких порядков района;

• -    выявление критериев среди геологогеоморфологических и вещественных факторов, наиболее влияющих на предполагаемый тип источника россыпного объекта;

• -    составление логико-информационного алгоритма, определяющего вероятный тип источника россыпи, вероятность продолжающегося сноса, а также возможность определения местонахождения источника.

В Адыча-Тарынской минерагениче-ской зоне, занимающей среднюю часть долины р. Адыча, на государственном балансе числится порядка 40 россыпных объектов. Суммарные запасы россыпного золота по ка- тегориям С1+С2 составляют более 30 т. По геоморфологической позиции россыпи разделяются на две группы: террасовые, приуроченные к отложениям террасы III эрозионного уровня р. Адыча (80% запасов), и россыпи водотоков 1–4-го порядков. Прирост ресурсов россыпного золота в исследуемом районе возможен в том числе и за счет выявления новых россыпей водотоков низких порядков.

Источником золотых россыпей могут выступать как рудные скопления металла, так и его промежуточные аккумуляции. В качестве рудного источника россыпных образований в исследуемом районе выступают рудные месторождения, рудопроявления и пункты минерализации двух рудных формаций: золо-то-кварц-малосульфидной и золотосурьмяной. В качестве промежуточного коллектора могут выступать отложения зон окисления; древние россыпные образования; коры выветривания. В районе среднего течения реки Адыча на сегодняшний день не было установлено россыпей с источниками в виде промежуточных коллекторов. Однако наличие россыпей с хорошо окатанным золотом при фактически полном отсутствии тяжелой фракции подразумевает возможность наличия промежуточных аккумуляций, продуктивных на россыпное золото [1, 2, 4–6, 8].

Россыпи с коренным источником

В среднем течении реки Адыча россыпи, для которых предполагаются коренные источники, подразделяются на русловые – водотоков 1–4-го порядков, террасовые – россыпи ранних циклов развития речных до-

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY лин и элювиально-делювиальные. В исследуемом районе известно два мелких, на данный момент не освоенных месторождения (Лазо и Соревнование) и 38 рудопроявлений золота. Известно, что золото, поступившее в россыпь непосредственно из коренного источника, обладает характерными особенностями, определяемыми рудным объектом.

• 1.    Слабая степень окатанности золотин, которая обусловлена близким расположением россыпи от коренного источника, как правило до 10 км. Часто такие золотины называют «субрудными».

• 2.    Наличие сростков золота с минералами. Безусловно, минеральный состав руд на каждом коренном объекте уникален. Для большинства месторождений золота характерно наличие минералов-спутников, с которыми золото зачастую образует сростки (например, галенит, пирит, сфалерит и пр. сульфиды; кварц).

• 3.    Тяжелая шлиховая фракция в таких россыпях представлена минералами, присутствующими в коренном источнике (галенит, магнетит, пирит и пр.).

Россыпи с источником в виде промежуточного коллектора

В качестве промежуточного коллектора в районе среднего течения реки Адыча могут выступать отложения древних террас [10]. Золото, поступившее в россыпь из промежуточного коллектора, обладает характерными особенностями.

• 1.    Золото имеет среднюю и высокую степень окатанности в силу многоэтапности и длительности процесса переноса материала. Отсутствуют «субрудное» золото.

• 2.    Отсутствуют сростки золота с минералами на поверхности золотин. Контрастные физико-химические условия формирования таких россыпей обеспечивают разрушение минералов, находящихся в срастании с золотом. Однако микровключения минералов могут сохраниться внутри золотин (галенит, пирит, магнетит, кварц и пр.).

• 3.    Существенно разная пробность золота и его различный химический состав также могут указывать на поступление металла из промежуточного коллектора, источника комбинированного типа, нескольких источников, с различных эрозионных уровней рудного источника.

Примечательно, что минералы тяжелой фракции могут быть представлены весьма ограниченно, а могут и вовсе отсутствовать, что обусловлено неоднократным переотложением рыхлого материала, в процессе которого минералы, обладающие плотностью ниже, чем у золота, выносились.

Признаки, позволяющие отнести россыпь россыпи водотоков водотоков низких порядковнизких порядков в районе среднем среднего районе течения реки Адыча к тому или иному типу источника, можно разделить на две группы: вещественные и геолого-геоморфологические.Разработан логикоинформационный алгоритм систематики россыпного золота относительно типа источника золотин.

Вещественные особенности россыпного золота. Анализ вещественных признаков позволяет не только определить вероятный тип источника, но и сделать предположения о количестве источников. Несмотря на обилие вещественных характеристик золотин (класс крупности, окатанность, пробность, уплощенность, наличие сростков золота с другими минералами, равномерность распределения пробности и пр. [3, 9]), наиболее значимыми критериями для определения типа источника россыпного золота являются следующие характеристики: окатанность золота, наличие сростков золота с другими минералами, наличие или отсутствие тяжелой фракции.

Окатанность золотин. Степень ока-танности золотин является наиболее значимым вещественным признаком для различных по типам источника россыпей водотоков низких порядков среднего течения р. Адыча.

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY

Анализ окатанности золотин

Таблица 1

Analysis of gold grain rounding degree

Степень окатанности золотин по пятибалльной полуко-личественной шкале					Наиболее вероятный тип источника россыпи
1	2	3	4	5
Степень окатанности золотин по трехбалльной полуко-личественной шкале
1		2	3
Наиболее частая степень окатанно-сти		< 5 %	< 5 %		Рудный
		> 5 %	< 5 %
		< 5 %	> 5 %		Несколько источников различного типа
		> 5 %	> 5 %
< 5 %		< 5 %	Наиболее частая степень окатанности		Промежуточный коллектор
< 5 %		> 5 %
> 5 %		< 5 %			Несколько источников различного типа
> 5 %		> 5 %
> 5 %		Наиболее частая степень окатанности	< 5 %		Рудный
< 5 %			> 5 %		Промежуточный коллектор
> 5 %			> 5 %		Комбинированный / несколько
< 5 %			< 5 %		Вероятный тип источника не определим

Для определения степени окатанности золотин россыпи необходимо определить по по-луколичественной пятибалльной шкале ока-танность каждой золотины [9]. Затем с целью установления равномерности распределения окатанности золотин следует перевести полученные результаты в трехбалльную полуко-личественную шкалу. Далее необходимо оценить распространенность каждого класса ока-танности. Для этого рассчитывается процентное соотношение каждого класса в выборке. Затем полученные данные сравниваются между собой по предложенной таблице (Табл. 1), и делается предварительный вывод о типе источника россыпи.

Перевод данных об окатанности из пятибалльной в трехбалльную полуколичест-венную шкалу обусловлен двумя причинами. Первая - фактически исключается человеческий фактор при оценке степени окатанности золота. Даже если исследователь не смог различить окатанность «4» и окатанность «5» по пятибалльной шкале, в трехбалльной шкале значение окатанности будет соответствовать «3» - хорошо окатанное золото. Вторая причина - простота пересчета распределения окатанности золотин в выборке исходя из трех возможных значений и дальнейшего их сравнения между собой.

Наличие сростков золота с другими минералами . В зависимости от ожидаемой рудной формации предполагаемого коренного источника определяется вероятный набор минералов, которые могут находиться в срастании с золотом. Для района среднего течения р. Адыча это пирит, галенит и пр. сульфиды, кварц. Очевидно, даже в условиях гипергенеза микровключения минералов могут сохраниться внутри золотины, однако на поверхности золотины эти минералы разрушаются. Безусловно, далеко не все золотины россыпей коренных источников сохранили сростки с другими минералами. Чем больше выборка золотин, тем достовернее результат. Для оценки данного параметра необходимо рассчитать процентное количество золотин со сростками с минералами. Выделяется два вероятных результата: сростки с минералами составляют менее 5% и сростки с минералами составляют более 5%. В случае если по результатам анализа окатанности золота предполагаемый источник - рудное скопление ме-

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY талла, отсутствие сростков золота с другими минералами не является опровержением полученного вывода, а лишь отражает либо не-представительность выборки (в случае если было исследовано менее 50 золотин), либо особенности самого источника. Если по результатам анализа окатанности золота предполагаемый источник – промежуточный коллектор, наличие сростков золота с другими минералами (более 5%) либо ставит под сомнение выявленный тип источника, либо предполагает наличие дополнительного источника россыпи.

Присутствие тяжелой фракции . Наличие или отсутствие тяжелой фракции в россыпи главным образом зависит от распространенности минералов тяжелой фракции в рудах и породах коренного источника. Однако для россыпей с источником в виде промежуточного коллектора зачастую характерна незначительная тяжелая фракция, что обусловлено неоднократным переотложением материала.

Качественно-количественная оценка данного параметра весьма затруднительна, поэтому выбор будет представлен двумя вариантами: минералы тяжелой фракции отсутствуют и минералы тяжелой фракции представлены явно. Для Адыча-Тарынской мине-рагенической зоны характерно распространение двух золоторудных формаций: золото-кварц-малосульфидной (рудные минералы: арсенопирит, халькопирит, галенит, шеелит, касситерит, минералы висмута, рутил) и золото-сурьмяной (минеральный состав руд месторождения Сентачан: антимонит, кварц, пирит, арсенопирит, самородная сурьма, сфалерит, магнетит, лимонит, аргентит и пр.).

Геолого-геоморфологические характеристики россыпных объектов. Данная группа признаков позволяет судить о вероятности обнаружения предполагаемого источника россыпи.

Порядок водотока. Чем ниже порядок водотока, включающего в себя россыпь, тем выше достоверность суждений о природе его источника. Так, материал россыпей водотоков первого порядка проделал наименьший путь от источника до своего нынешнего положения. С повышением порядка водотока возрастает количество путей вероятного перемещения материала и увеличивается площадь локализации возможного источника.

Тип россыпи. Россыпи водотоков 1–2-го порядков среднего течения реки Адыча разделяются по типу на ложковые, русловые, террасовые, долинные. Террасовые и долинные россыпи связаны с ранними этапами развития долины водотока [7], русловые россыпи – с более поздними, ложковые – с современными процессами. Чем моложе россыпь, тем выше вероятность обнаружения вероятного источника.

Результаты

Таким образом, заключение о типе источника россыпи строится на основании результатов анализа группы вещественных факторов. Вероятность локализации источника россыпи открывается при анализе группы геолого-геоморфологических факторов (рис. 1).

На основе представленных информационно-логических схем (см. табл. 1 и рис. 1) делается возможным не только определение типа источника россыпи, но и их количества, а также оценивается возможность обнаружения источника россыпи, что в свою очередь может привести к приросту сырьевой базы исследуемого района.

На основе данного подхода разработана интерактивная программа (язык программирования – Python), позволяющая оперативно проанализировать отдельно взятый водоток (рис. 2).

От оператора требуется ввести степень окатанности золотин, отметить золотины со сростками с другими минералами, оценить представленность тяжелой фракции, указать порядок исследуемого водотока и тип россыпи. Для россыпных образований с предполагаемым источником в виде промежуточного коллектора вводится дополнительный крите-

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY рий – «Пространственная связь с террасами древних эрозионных уровней». Пересчет степени окатанности из полуколичественной пятибалльной в трехбалльную шкалу производится автоматически.

Результат работы программы – выводы о типе источника россыпи исследуемого водотока, вероятности продолжающегося сноса и вероятности локализации источника оне среднего течения р. Адыча. Построена схема распределения россыпей водотоков низких порядков с выделенными перспективными на обнаружение коренного скопления золота площадями, а также водотоками, промышленная значимость которых не установ- лена, однако и не исключается в силу геолого-геоморфологических предпосылок образования россыпных объектов, в том числе про-

(рис. 3). В настоящее время данная програм- странственной связи с остатками террас I, II, ма апробирована автором на 21 ручье в рай-

III эрозионных уровней (рис. 4).

ОО-В = Н н ? о о S К у К ® м 2 8 Л 5 £ m s °	СУ У О О 4 о m у о 4 СУ Пн о к	Геологогеоморфологические факторы		Вещественные факторы					Выводы
		Тип россыпи	Наличие эрозионных останцов древних	Наличие сростков с минералами	Предсталенность тяжелой фракции				Вероятность продолжающегося сноса	Вероятность обнаружения источника
						Вывод		Вывод
Пн о У о е> о у « к у о * о Ин К	1	ложковая	I	В случае наличия менее 5% золота со сростками минералов, можно говорить о том, что предполагаемый тип источника (промежуточный коллектор) - подтверждается, в противном случае этот факт свидетельствует о вероятном наличии дополнительного источника иного типа (рудного)	B* о	о V Ин о с	о У о Пн н а	о сУ Ни m о Ни с о О К	высокая	средняя
			II/III							высокая
			нет							средняя
		русловая	I						высокая	средняя
			II/III							высокая
			нет							средняя
	2	русловая	I						высокая	средняя
			II/III							высокая
			нет							средняя
		террасовая	I II/III нет						для оценки следует изучить водоток I порядка	средняя
		долинная	I II/III нет
« к t( Ни	1	ложковая	I II/III нет	Наличие сростков с минералами обусловлено удаленностью от коренного исчтоника россыпи	H о	о Ни m о Ин с о о к	о У о Пн н а	О Ни й о с	высокая	высокая
		русловая	I II/III нет						высокая	высокая
	2	русловая	I	>5%					высокая	высокая
				<5%						средняя
			II/III	>5%						высокая
				<5%						средняя
			нет	>5%						высокая
				<5%						средняя
		террасовая	I	>5% <5%					для оценки следует изучить водоток I порядка	средняя
			II/III	>5% <5%
			нет	>5% <5%
		долинная	I	>5% <5%						средняя
			II/III	>5% <5%
			нет	>5% <5%
m о к ю ® § к з о ® У g о g О Ри К	1	ложковая	I II/III нет	В случае наличия нескольких источников различного типа, вещественные характеристики золота следует рассматривать отдально для источника золота в виде промежуточного коллектора (для золотин с высокой степенью окатанности) и отдельно для источника рудного типа (золотины низкой степени окатанности). Вероятность обнаружения источника обосновываеся исключительно на основе геологогеоморфологических критериев (тип россыпи и порядок водотока).					высокая	средняя
		русловая	I II/III нет						высокая	средняя
	2	русловая	I II/III нет						высокая	низкая
		террасовая	I II/III нет						для оценки следует изучить водоток I порядка	низкая
		долинная	I II/III нет

Рис. 1. Логико-информационная таблица

Fig. 1. Logical-information table

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY

Рис. 2. Определение вероятного типа источника для техногенной россыпи руч. Снежный

Рис. 3. Результаты, выдаваемые программой

Fig. 2.Revealing the likely type of gold source for technogenic placer of Snezhny creek

Fig. 3. The program findings

Врелка миовши

Туманное

.упкино*

Обвал

Сентачан ^      '

--       Прощальное

Условные обозначения

I5 КМ

1. Ореолы рассеяния золота (ЯнГРЭ, 1961 г.),

2. Пункты минерализации: а - золото, б - золото-сурьмяные; Рудоироявлсния: в - золото, г - золото-сурьмяные; Месторождения: г - золото, л - золото-сурьмяные;

3. Поверхность террасы III эрозионного уровня реки Алыча (75-100 м);

4. Поверхность террасы II эрозионного уровня реки Адыча ( 240 м);

5. Россыпные объекты водотоков 1-4 порядков;

6. Россыпи отложений террасы 111 эрозионного уровня;

7. Россыпные объекты с вероятно коренным источником;

8. Россыпные объекты с источником в виде промежуточного коллстора;

9,Водотоки низких порядков, перспективные на обнаружение россыпей (промежуточный коллектор);

10. Площади, перспективные па выявление рудных концентраций золота;

11. Водотоки.

- Золото высокой степени

)                              окатанности ,

Г^с^™1» . Отсутствие тяжелой фракции (даже в техногенных отложениях)

' - Отсутствие сростков золота с минералами

* М /7' - Крупное золото

.,     Источник - промежуточный коллектор

" Золото низкой и средней степени окатанности, наличие зерен *             «субрудного» облика

< ,/ - Представленность тяжелой фракции: галенит, 7/                              сфалерит, пирит

1аличие сростков золота с минералами: кварц, сульфиды Коренной источник

Рис. 4. Фрагмент карты золотоносности района среднего течения реки Адыча с элементами прогноза

Fig. 4. Fragment of gold mineralization map of the Adycha River middle reach area with forecast elements

ГОРНЫЕ НАУКИ

И ТЕХНОЛОГИИ

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY

Выводы

Разработанный программный продукт позволяет определить тип источника россыпи и возможность определения его местонахождения на основе морфологического анализа золотин, характеристик тяжелой шлиховой фракции и группы геолого-геоморфологических признаков россыпесодержащих водотоков. Несомненно, факторов, влияющих на россыпеоб-разование значительно больше, чем шесть исследованных. Однако именно эти критерии яв-

ляются наиболее значимыми при решении поставленной задачи, а именно определения типа источника россыпи и возможности определения его местонахождения. Комплексное исследование различных вещественных и геологогеоморфологических факторов россыпных образований позволяет не только оценивать промышленный потенциал водотоков, но и составлять прогнозно-поисковые модели экзогенной золотоносности, что в свою очередь способствует открытию новых россыпных объектов.

MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY