Текст книги "Золоторудные месторождения мира"
Автор книги: Михаил Константинов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 2 страниц)
Золоторудные месторождения мира
Михаил Михайлович Константинов
Кубака – жемчужина Востока
Бывает красота, которая многих оставляет равно душными, бывает и такая, что даже самые унылые меланхолики приходят в радостное возбуждение. Можно долго размышлять, отчего это происходит, но то, что красота золоторудного месторождения Кубака восхищает многих, – установленный факт. Не будет ошибкой утверждение, что месторождение крупное (подсчитанные запасы – 93 т «чистого» золота), богатое (20 г золота на тонну руды), технологичное (руды легко обогащаются с помощью дешевой схемы гравитации, флотации и цианирования). Но правильнее всего сказать, что это месторождение – красивое. Возьмем, к примеру, совершенную форму его рудных тел. Еще в конце прошлого века было известно, что месторождения золота в молодых (в геологическом смысле) вулканических областях имеют вид «пучков». Выявляемые на поверхности ветвящиеся зоны кварцевых прожилков с глубиной сливаются в единую жилу или, иными словами, жильное тело ветвится по «восстанию» и расщепляется на серию прожилков. Однако ни в одной книге даже самого знаменитого геолога вы не увидите такой яркой и выразительной фигуры рудного тела, как она отстроена по материалам разведочных работ на Кубаке (рис. 1). В тонко ритмично полосчатых рудах месторождения почти нет ничего лишнего – кварц, адуляр (розовый шпат) и золото.
Рис. 1. Объемная модель рудного тела месторождения Кубака. Цифрами обозначены: 1 – бедные руды, 2 – богатые руды, 3 – поперечные разломы, 4 – внешняя поверхность рудного тела.
Конечно, тем, кто знает золото в виде толстых колец, не очень интересны его природные выделения, образующие тонкие слоечки в полосчатой руде, маркирующие ее рисунок (рис. 2), а для геолога–рудника – это целая поэма о тайнах природы и ее еще не раскрытых механизмах, благодаря которым золото в этих слойках концентрируется из мельчайших коллоидных выделений в кремнеземе, где оно первоначально находилось при кристаллизации рудного вещества.
Рис. 2. Зарисовка руды с выделениями самородного золота.
Но вернемся к истокам – открытию месторождения. Существуют распространенные предрассудки о том, как открываются месторождения. Согласно одному из них, геолог «случайно» разбивает молотком камень или пуще того, просто поднимает его с земли – и вот оно открытие. Согласно другому, некий чудаковатый старичок профессор, капризный и сварливый, но наделенный большой эрудицией и интуицией, определяет на карте, где месторождение должно находиться, а его фанатичные ученики, преодолевая всевозможные преграды, находят объект «в натуре». В действительности прогноз и планомерное изучение территорий идут рука об руку и открытие, в огромной степени, зависит непосредственно от производителя работ, его квалификации, наблюдательности, настырности, самоотверженности, т.е. всего того разнообразия с небольшой порцией сумасшествия, что вкладывается в гордое слово «геолог». Другая сторона дела – рациональный поисковый комплекс, задействованный применительно к геологическим и географо–ландшафтным особенностям конкретной территории, проще говоря – грамотное ведение поисковых работ.
Молодой выпускник МГУ Николай Усачев попал в Южно–Омолонский район в 1979 г. для выполнения плановых геолого–съемочных работ. Основная водная артерия (она же сплав–ной маршрут) – р. Омолон, приток Колымы (рис. 3). Ну а речка Кубака – приток Омолона. Рельеф района гористо таежный, климат – резко континентальный, мерзлота – вечная. Главная заслуга Николая Усачева, на наш взгляд, не в том, что он обратил внимание на обильные высыпки серого невзрачного мелкозернистого кварца – это сделал бы любой грамотный геолог, а в том, что, получив положительные результаты, он проявил настоящий характер и добился постановки детальных поисково–оценочных работ. Снарядить и направить геологическую партию в такой труднодоступный и отдаленный район – дело хлопотное, дорогое и рискованное. Деньги давали не просто так, а под «плановый прирост запасов» золота. Деньги – немалые, но и обеспечить прирост запасов было непросто. Однако первые же детальные работы показали, что риск был оправдан.
Рис. 3. Мерно и плавно несет свои воды р. Омолон. Здесь и далее фото В.П. Карчавца.
Опытные асы разведки – начальник Севвостгеолкома Олег Цопанов и главный геолог Илья Розенблюм организовали первоклассное ведение геологоразведочных работ, и в 1987 г. на месторождении были обоснованы крупные запасы золота. Стало ясно, что Кубака – подарок судьбы магаданским геологам. Компактная, четкая, жильная система удобна для отработки: отдельные рудные жилы выдержаны по простиранию и падению, а главное – в них определяются устойчивые содержания золота (около 20 г на тонну). При этом 86% разведанных запасов приходится на Центральную рудную зону, тела которой представляют собой мощные крутопадающие залежи при глубине распространения промышленного оруденения в 200—250 м. Протяженность зоны около 2 км, мощность всей прожилково–жильной системы 50—150 м, мощность рудных тел 20—50 м, в среднем 12 м. Они прорваны маломощными пострудными дайками, осложнены системой разломов, в результате которых отдельные части тел смещены по горизонтали друг относительно друга на 10—80 м.
Рис. 4. Микрофотография самородного золота.
Руды на 98—99% состоят из жильных минералов – кварца, адуляра, гидрослюд, сери–цита, карбонатов, а среди них – минералы ряда золото—серебро: самородное золото (проба 750—920), низкопробное самородное золото (600—750), электрум (450—600), электрум пониженной пробы (300—450), кюстелит (Ag3 Au) – минерал серебра с содержанием золота 14—30% и золотосодержащее серебро (с примесью золота до 6.4%). Наиболее распространены в рудах низкопробное самородное золото и электрум. Размер отдельных частиц от 0.001 до 0.07 мм (в среднем 0.04 мм). Форма их овальная, изометричная. Встречаются интерстициальные выделения в гнездообразных скоплениях, а также дендриты и сростки кристаллов – в крупных гнездах поздних продуктивных парагенезисов (рис. 4). Часть золота, вероятно, была переотложена в длительной истории минералообразования, о чем свидетельству ют проявленные в отдельных золотинах следы растворения, пористая поверхность, рост новообразованных кристаллов. Характерна для этого золота примесь ртути (до 1,7%). Простота руд Кубаки в то же время несет многие интересные минералогические находки. Из редких минералов установлены селениды и теллуриды серебра, его сульфиды и сульфосоли. Присутствуют и стандартные для этих месторождений сульфиды меди, свинца и цинка. С поверхности руды окислены слабо: гипергенными процессами затронуты лишь современные тектонические трещины, где распространены гидроокислы железа, марганца, меди и новообразования самородного золота и серебра.
И вот, когда месторождение было разведано, возникли проблемы – научные и практические. Начнем с научных. Что бы мы сказали о человеке, который не знает, сколько ему лет: 10 или 60? Вот именно – клинический случай. Между тем в рудной геологии такое бывает. Одни геологи считают, что возраст месторождения Кубака верхнедевонский – около 350 млн. лет, и убедительно аргументируют тем, что рудные тела хорошо вписываются в структуру девонского вулканического поля, и более того, в перекрывающей глинисто–песчаниковой карбоновой толще обнаружены обломки рудного кварца. Другие геологи считают, что руды Кубаки верхнемеловые (около 75 млн. лет). С юга подходит мощный Охотско–Чукотский вулканический пояс верхнемелового возраста, руды его золотосеребряных месторождений и руды Кубаки похожи как близнецы–братья. В таких случаях, как к спасательному кругу, геологи обращаются к абсолютной геохронологии, но и здесь незадача: калий–аргоновые определения дают очень широкий разброс: от 320 до 70 млн. лет, а новейшие рубидий–стронциевые и аргон–аргоновые методы почему–то упорно показывают на позднюю юру (около 90 млн. лет) – период интенсивного орогенеза на всем Северо–Востоке, никак однако не проявивший себя в Южно–Омолонском районе. Вопрос, как говорится, остается открытым, а его решение имеет большое практическое значение: стоит ли искать новые «Кубаки» в обширных полях девонского вулканизма?
Теперь перейдем к проблемам практическим.
Нужно сказать откровенно, что даже в те, уже далекие времена, когда люди вовремя получали зарплату и могли на нее прилично существовать, капитальных вложений на освоение Кубаки не хватало. Небольшие порции руды возили по зимнику на действующие предприятия, и на этом все заканчивалось. А дальше пришли 90–е годы, народ толпами повалил «на материк», и стало совсем не до Кубаки.
И тогда бывший трудящийся Востока, а ныне коммерсант Илья Розенблюм отправился в г. Денвер, штат Колорадо, где размещалась штаб–квартира золотодобывающей компании «Сайпрус», и стал убеждать американцев в необходимости их участия в освоении месторождения. Когда они увидели пре красные геологические материалы и рудные штуфы с широкими каймами чистого золота, сердца их дрогнули. Была образована совместная «Омолонская золоторудная компания», которая и получила право на разработку месторождения.
Американцы вложили в освоение месторождения около 200 млн. долл. и подготовили все не хуже, чем на родине: благоустроенное общежитие, офис, гаражи, склады, дороги, аэропорт, карьер и обогатительную фабрику (рис. 5—7). В части организации и технологии отработки месторождения все в основном знакомо, только из далеких краев завезена дорогая сердцам американских технологов обугленная кожура кокосового ореха, на которую сорбируется золото из цианидного раствора. Продукт в виде шлама золота и серебра извлекается на специальных электролизерах и плавится в печи до получения «сплава доре» – чернового слитка (рис. 8), который затем поступает на аффинажный завод (он теперь у Магаданской обл. свой), где по чистоте доводится до уровня мировых стандартов.
Рис. 5. Месторождение Кубака. На переднем плане – фабрика, вдали – карьер.
В 1998 г. произведено около 14 т золота. На сегодня это крупнейшее золотодобывающее предприятие в России. В «Омолонской золоторудной компании» работает 448 человек, в том числе 424 человека – российский персонал. Американская сторона довольна нашими работниками – народ толковый, квалифицированный, а главное – «дешевый». Производительность на одного работающего – более 20 кг золота в год – показатель мирового класса и на порядок выше средних показателей других российских золото добывающих предприятий. Значение освоения месторождения Кубака для развития горнодобывающей промышленности и экономики Магаданской обл. трудно переоценить. Дополнительные налоговые платежи в бюджеты разных уровней составят около 200 млн. руб. в год, в области создано (с учетом обслуживающей инфраструктуры) еще 4500 рабочих мест.
Рис. 6. Бурение геологоразведочных скважин в карьере.
В общем, все хорошо и даже здорово: наши геологи получили за открытие и освоение месторождения Кубака Государственную премию, американцы – свою «злосчастную» прибыль. А все–таки жаль, что пришлось отдать разработку Кубаки американцам: есть у нас месторождения и покрупнее, но вот такого красивого больше нет. А может быть, и не будет.
Рис. 7. Вид с борта карьера на поселок и фабрику.
Рис. 8. Первое золото Кубаки («сплав доре»).
Золоторудные гиганты
Феномены живой и неживой природы бывают удивительно созвучны.
Однажды вечером в сопровождении группы американских геологов мы, русские специалисты–золотари, пересекали с севера на юг пустынную трассу штата Невада. Неожиданно слева открылось море огней. Американцы с гордостью объяснили, что это – город электронщиков, который построил Билл Гейтс, самый молодой миллиардер в мире.
Так вот, возникает вопрос: почему молодой, толковый и энергичный парень Билл Гейтс создал миллиардный капитал, а тысячи его современников американцев, такие же молодые, толковые и энергичные, миллиардерами не стали? Или, ближе к нашему сюжету: почему образуется одно крупное место рождение золота, а рядом, похожие как близнецы, рассеяны его мелкие, а то и вовсе никудышные собратья? На эти рассуждения меня навела диаграмма американского геолога–статистика (бывают и такие) Д. Сингера, который собрал информацию по рудным месторождениям всего мира, включая золотые. Оказалось, что ресурсы свыше 100 т золота имеют только около 10% месторождений, но зато на их долю приходится 86% всех мировых запасов этого металла. А по данным ЮНЕСКО, 10% жителей нашей планеты владеют около 90% всех ее богатств. Случайное совпадение? Однако, если прав академик В.И. Вернадский, считавший человечество активной геологической силой (а для этого появляется все больше оснований), то и геологические закономерности должны иметь как бы продолжение в активной деятельности человеческого сообщества.
Рис. 9. Месторождение Витватерсранд (ЮАР). Золотоносный конгломерат (богатая золотая руда). Музей Всесоюзного геологического института (Санкт–Петербург). Здесь и далее фото М.М. Константинова
Конечно, деятельность одного человека трудно оценить, не соотнеся его с определенным классом или социальной группой, и в анализе причин формирования какого–либо индивидуального объекта также помогает рассмотрение совокупности в целом. Для группы крупных (с запасами свыше 100 т) и сверхкрупных (с запасами свыше 500 т) мировых месторождений золота удалось собрать данные по ресурсам металла и геологическому возрасту [1]. Оказалось, что распределение месторождений в геологическом времени имеет резко выраженный дискретный характер. Мощный пик в архейское время (около 2600 млн. лет назад) характеризует древние зеленокаменные пояса – своеобразные линейные структуры, выполненные глубоко преобразованными (метаморфизованными) лавами базальтов в обрамлении гранитов и гнейсов. В это время сформировались многие, уже в основном отработанные, очень крупные месторождения: Керкленд Лейк, Иеллоунайф и Поркьюпайн в Канаде, Колар в Индии, Калгурли в Австралии. Месторождения этой эпохи очень своеобразны и во многом не похожи на более молодые. Так, месторождение Иеллоунайф (в переводе с английского – Желтый Нож) представлено свитой рудных жил протяженностью до 4 км, с выдержанными высокими содержаниями металла. А наиболее крупная, непрерывно отрабатывавшаяся жила месторождения Керкленд Лейк прослежена на 2 км. Но, пожалуй, наиболее характерно устойчивое высокое содержание золота по вертикали, из–за чего глубина отработки многих месторождений превысила 2000 м, а на уникальном месторождении Витватерсранд в Южной Африке достигла 3,5 км. На самом деле Витватерсранд не месторождение, как это принято говорить, а крупнейшая золотоносная провинция, где действует около 40 шахтных полей, каждое из которых может рассматриваться как самостоятельное месторождение. Открытая в 1886 г., эта провинция резко изменила весь баланс мировой добычи золота и на протяжении десятилетий давала свыше половины всей мировой добычи металла, а в настоящее время – около одной ее трети. Всего было получено около 45 тыс. т золота. По сложившимся представлениям, в архейское время там существовала огромная межгорная котловина, заполнявшаяся речными осадками, которые переносили золото с окружающих территорий и отлагали его в русловых фациях. Такие горизонты золотоносных конгломератов (рис. 9), сильно уплотнившиеся за прошедшие миллионы лет и получившие название рифов, и являются объектами отработки. Гипотеза формирования Витватерсранда, названная палеорусловой, в течение десятилетий была господствующей и лишь в последние годы стала подвергаться некоторым сомнениям. А сомнения возникли, в частности, из–за того, что в золоте этого месторождения очень много ртути (до 4%!), что совершенно невероятно для хорошо проработанных кор выветривания, из которых предположительно выносилось золото речными потоками.
Ртуть, как и серебро, экстрагируется из золота в первую очередь – и в период окисления, и при транспортировке в русловом потоке. Палеорусловой гипотезой трудно также объяснить очень высокий фон общей золотоносности всего разреза пород и некоторые другие моменты. «Смена парадигмы» – процесс, который в большей мере захватывает наиболее крупные месторождения, поскольку именно на них апробируются новейшие, более глубокие и точные методы познания и соответственно появляются новые факты, не укладывающиеся в традиционные представления.
Далее, огромный период жизни Земли – около двух миллиардов лет – в целом неблагоприятен для формирования золотых гигантов. Были только редкие исключения – например, месторождение Хоумстейк (1700 млн. лет) на севере Америки. Из этого «вкусного» месторождения (Хоумстейк звучит примерно как «домашний бифштекс») за сто лет эксплуатации добыто около 1300 т золота! Но сейчас оно уже далеко не такое «вкусное»: добыча идет на глубине 2500 м, добираться приходится двумя шахтными стволами, руды извлекаются сравнительно бедные, с содержаниями около 4 г золота на тонну, и, как и на других, глубоко вскрытых объектах, явственно ощущается «жар близкой преисподней» – температура около 50°С.
После длительного перерыва, начиная примерно с позднего девона как грибы после дождя появляются многочисленные крупные месторождения.
В пределах новых временных максимумов, с которыми связано образование крупных месторождений, нет такого однообразия типов, как в зеленокаменных поясах, и если уж подошло время формироваться крупным объектам, то образуются самые разные: и в осадочных породах, и в вулканитах, и в интрузивных массивах.
Оказалось, что максимумы рифтогенеза в истории развития Земли соответствуют пикам концентрирования крупных золоторудных месторождений. Выяснилась и другая интересная закономерность. Очень давно, еще в 60–е годы прошлого века, академик Н.М. Страхов в своем классическом труде «Основы теории литогенеза» отмечал совпадение угольных бассейнов с зонами глубинных разломов. Неожиданно эта идея получила подтверждение с позиций геологии золота. Таким образом, в природе существует триада: золоторудные гиганты – рифтообразование —угленакопление (рис. 10). Это открывает совершенно новые горизонты в прогнозе золоторудных гигантов: если два члена коллектива в наличии, то нет сомнений, что скоро появится и третий.
Рис. 10. Сопоставление циклов угленакопления и периодов концентрирования золоторудных гигантов с максимумами рифтогенеза.
Удалось подметить и другое очень интересное явление: оказывается, природа, образно говоря, вынашивает крупное месторождение гораздо дольше, чем мелкое. И это не мистика, а вполне конкретные геологические данные: наличие длительно формировавшихся полихронных рудоносных интрузивов, вулканических построек нескольких временных циклов, высокотемпературных зон метаморфизма, древних депрессионных просадок, возникших, вероятно, за счет плавления коры субстрата. Иными словами, образование крупных месторождений обязано длительно (в течение нескольких геологических эпох) функционировавшим глубинным тепловым потокам. Анализ региональных гравиметрических полей, с помощью которых геологи пытаются понять процессы, происходящие в глубинах Земли, показывает, что эти поля в длительном рудоподготовительном этапе существенно транс формировались, и, скорее всего, происходил распад единого однородного поля на ряд областей пониженной и повышенной плотности, сменяющих друг друга по латерали и вертикали, особенно на верхних уровнях (мощностью 10—20 км) земной коры.
Однако, пожалуй, самое неожиданное и приятное в рассматриваемой проблеме состоит в том, что в последние десятилетия произошел целый фейерверк крупнейших открытий, в значительной степени приходившихся на территорию бывшего Советского Союза. К таким открытиям, прежде всего, следует отнести месторождение Мурунтау в пустыне Кызылкум – гиганта мирового масштаба. Месторождение представлено свитой послойных и круто падающих золотокварцевых жил и многочисленных прожилков в песчано–глинистых толщах (рис. 11), в целом образующих огромный штокверк (рудное тело, пронизанное густой сетью металлоносных прожилков). Общая его форма представляет собой цилиндр, в диаметре около 1 км, круто погружающийся к юго–востоку.
В Мурунтау добыто свыше тысячи тонн золота, и конца ему не видно или, говоря профессиональным языком, «месторождение не оконтурено на глубину». Карьер, в котором разрабатывается руда, достиг глубины 300 м.
Если Мурунтау нашли в труднодоступной пустынной области, то другое крупное месторождение – Хемло, в процветающей и освоенной Канаде, имеющей высококлассную геологическую службу, – обнаружено рядом с «хайвеем», соединяющим Торонто с Монреалем. Это – крупные, крутопадающие золото–колчеданные тела в архейских метаморфических толщах, с высокими содержаниями золота (около 8 г/т) и запасами около 500 т. Месторождение, естественно, активно разрабатывается канадцами. Наверно, ответ на вопрос, почему Хемло, обнаруженное вблизи дорог, не было открыто раньше, – никто всерьез не искал.
Рис. 11. Месторождение Мурунтау. Деформированный, горизонтальный, кварцевый прожилок пересекается золотоносным кварц–арсенопиритовым (коллекция М.М. Константинова).
Еще одно гигантское золоторудное месторождение, которое давно «на слуху», – Сухой Лог в Иркутской области – находится в знаменитом ленском районе древней добычи россыпей. Оно приурочено к глинисто–сланцевой толще и представлено золото пиритными прожилково–вкрапленными рудами в мощной зоне смятия, осложняющей сжатую антиклинальную складку. На месторождении установлено свыше 1000 т золота, но содержание металла в рудах сравнительно небольшое – около 2,5 г/т. Это и настораживает всех, интересующихся добычей золота. Район мало освоенный, руды бедные, придется вложить изначально большие капиталы, которые окупятся не очень быстро.
А кто может сказать, что будет в России лет, скажем, через пять?
Больше повезло месторождению Олимпиада в Красноярском крае. Оно представлено прожилково–вкрапленными арсенопиритовыми рудами (FeAsS), заключающими тонкодисперсные (микронных размеров) выделения золота и находящимися в кристаллических сланцах и мраморах протерозойского возраста (рис. 12). Такие руды относятся к классу упорных, труднообогатимых. Но верхняя часть месторождения – мощная кора выветривания, в которой сульфиды окисляются, золото высвобождается, частично при этом, укрупняясь, и можно сравнительно просто его извлекать.
В Киргизии, на высоте 4000 м над оз. Иссык Куль, открыто еще одно крупнейшее месторождение – Кумтор. Знакомство с ним оставило два ярких впечатления. Первое – руды крайне необычны: они образуют крупные линзы желтоватого или красновато–бурого железистого карбоната с вкрапленными в нем кубиками, агрегатами и просечками золотоносного пирита; второе – по ночам я чувствовал сильнейшее сердцебиение, так организм с непривычки реагировал на большую высоту.
На юге Якутии, в сланцевой толще, находится еще одно крупное и богатое месторождение – Нежданинское, представленное мощными плитными телами золото арсенопирит кварцевых руд, в широком ареале золотоносной сульфидной вкрапленности и в сопровождении обильных выделений минералов серебра.
Рис. 12. Месторождение Олимпиада (Красноярский край). Золотоносный пиритарсенопиритовый агрегат в кристаллическом сланце (коллекция М.М. Константинова).
Завершая наш, далеко не полный, обзор, заметим, что, во–первых, золото рудные гиганты – это яркие индивидуальности, каждая имеет свои неповторимые черты. Геологи–рудники уже довольно давно подметили, что на крупном месторождении как бы сосредотачиваются признаки, присущие в отдельности многим мелким, – так Агафья Тихоновна, персонаж комедии Н.В. Гоголя «Женитьба», мечтала собрать в одном женихе все хорошее, что было в отдельности у каждого из претендентов. Во–вторых, крупные объекты выявляются в самых разнообразных геологических, географических и экономических ситуациях, в том числе и в старых золоторудных районах.
Возвращаясь к высказанной в начале мысли о некотором сходстве природы и человека, заметим, что человечество создало, по крайней мере, два гигантских месторождения золота, но уже в слитках – это подвалы швейцарских банков и знаменитый Форт Нокс, в котором хранятся золотые запасы США. Запасы швейцарских банков, по оценкам экспертов, составляют гигантскую величину – 25 000 т золота, запасы США тоже впечатляют – около 8000 т. Напомним, что золотой запас Российской Федерации составляет примерно 400 т.
Существует ли перспектива открытия новых крупных месторождений в природе? Геологи, как правило, оптимисты по профессии, но в данном случае для этого есть все объективные основания – ведь на протяжении жизнедеятельности лишь одного поколения геологов открыта группа крупнейших месторождений, значительно изменивших карту мировой добычи. Так что слова популярной песни «кто ищет, тот всегда найдет» – это и о поисках золоторудных гигантов!
