Кимпеченское месторождение

Введение 
Актуальность работы, цели и основные задачи исследований. Выявление закономерностей локализации серебряных руд месторождения Кимпиче является актуальной задачей, решение которой будет способствовать более обоснованному и целенаправленному ведению геологоразведочных работ и повышению их эффективности в пределах Северо-Востока Якутии, где многочисленные слабоизученные месторождения и рудопроявления требуют обоснованной оценки их перспективности и определения очередности вовлечения в поисковые работы. 
Основной целью работы является выявление условий размещения серебряной минерализации и оценка перспектив ее распространения на флангах и глубину, а также разработка критериев и рекомендаций по поискам сходных месторождений на территории Северо-Востока Якутии. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 
- определение региональной позиции и особенностей геологического строения месторождения; 
- расшифровка структуры месторождения и выявление условий локализации рудных тел; 
- изучение вещественного состава руд и последовательности минералообразования; 
- изотопные и термобарогеохимические исследования и построение геолого-генетической модели формирования месторождения. 
Методика исследований, фактический материал и личный вклад автора. Фактическую основу работы составляет материал, собранный автором в ходе выполнения тематических работ ЦНИГРИ в 2003, 2005, 2006 гг. Автором совместно с другими сотрудниками составлены геолого-структурная схема центральной части месторождения Кимпиче, схема последовательности минералообразования, схема минералогической зональности рудного поля на основе собранных лично полевых материалов при детальной документации скальных обнажений и горных выработок. Изучены прозрачные (194 шлифа) и полированные шлифы (89 шлифов), образцы руд (215 образцов), протолочные пробы (12 проб). Проанализированы и обобщены данные анализов из проб, отобранных автором: определен состав рудных и жильных минералов рентгеноспектральным микроанализом (313 анализов), отобраны штуфные пробы руд и проанализированы методом ICP MS (28 проб), проведен анализ изотопного состава серы сульфидов, кислорода и углерода карбонатов, кислорода кварца, изучены газово-жидкие включения в кварце. 
Научная новизна. Впервые выделены рудоконтролирующие элементы  Кимпиче-Берелехского сереброрудного узла, показана позиция в нем месторождения Кимпиче, его структура, вещественный состав руд, стадийность и зональность серебряного оруденения. Обосновано выделение нового для Северо-Востока Якутии серебро-блеклорудного минерального типа в серебро-свинцовой рудной формации. Установлена ведущая роль блеклой руды как минерала-носителя серебра. Показана специфика состава блеклых руд месторождения Кимпиче относительно других месторождений Верхоянья различных формационных типов. 
Практическая значимость. Обоснованы рекомендации по поиску серебряных руд на флангах и глубоких горизонтах месторождения Кимпиче; разработаны прогнозно-поисковые критерии поиска сходных месторождений на территории Северо-Востока Якутии. 
Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации докладывались на конференции «Молодые – наукам о Земле» (РГГРУ, 2006); Всероссийской конференции с международным участием, посвященной памяти Л.М. Парфенова «Тектоника и металлогения Северной Циркум-Пацифики и Восточной Азии» (Хабаровск, 2007);  конференции, посвященной 100-летию Ф.В. Чухрова «Проблемы геологии рудных месторождений, минералогии, петрологии и геохимии» (ИГЕМ РАН, 2008); научно-практической конференции «Прогноз, поиски и оценка рудных и нерудных месторождений – достижения и перспективы» (ЦНИГРИ, 2008); II региональной конференции молодых ученых «Современные проблемы геологии, геохимии и экологии Дальнего Востока России» (Владивосток, 2008); конференции «Новые идеи в науках о Земле» (РГГРУ, 2009). Результаты исследований опубликованы в девяти печатных и изложены в двух научно-производственных отчетах. 
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст диссертации (143 стр.) сопровождается 44 иллюстрациями и 12 таблицами, список литературы содержит 81 наименование. Главы диссертации соответствуют основным защищаемым положениям. В главе 1 по литературным данным приводится краткая характеристика геологического строения и сереброносности Верхоянского складчато-надвигового пояса. В главе 2 проанализированы изученность, положение и границы Кимпиче-Берелехского рудного узла, вмещающие породы, магматизм, а также описаны серебряные рудопроявления. В главе 3 охарактеризованы структура месторождения Кимпиче, строение и морфология рудных зон, условия локализации рудных столбов. В главе 4 приводятся данные о минеральном составе руд, последовательности минералообразования, минералогической зональности, результаты изотопных, термобарогеохимических исследований. В главе 5 проведено сопоставление месторождения Кимпиче с другими серебряными месторождениями Верхоянской сереброносной провинции, предложена система прогнозно-поисковых критериев месторождений-аналогов. 
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю работы, доктору геолого-минералогических наук, профессору М.М.Константинову за всестороннюю помощь при подготовке диссертации. Автор благодарит сотрудников ЦНИГРИ Аристова В.В., Задорожного Д.Н., Имамендинова Б.Н., Константиновского А.А., Орлову Г.Ю., Остапенко Л.А., Рыжова О.Б., Стружкова С.Ф., а также сотрудников других организаций: Бондаренко Н.В. (РГГРУ), Некрасова А.И. (Роснедра), Соловьева К.В. (Дальцветмет) – за помощь и консультации на различных этапах подготовки диссертации. Особую благодарность автор выражает руководству ОАО «Янгеология» Тямисову Н.Э., Соловьеву В.Н., а также геологам ОАО «Янгеология» Задорожному Н.П., Золотилиной Г.Д., Семенковой Е.В., Федянину А.Н., Фрулеву С.И., Широковой Я.А., Широкову В.В. за содействие при проведении полевых работ и предоставленные материалы. За проведение аналитических исследований автор признательна Алышевой Э.И. (ЦНИГРИ), Барановой Н.Г. (ЦНИГРИ), Брызгалову И.А. (МГУ), Кононковой Н.Н. (ГЕОХИ РАН), Кряжеву С.Г. (ЦНИГРИ), Лесковой Н.В. (ИГАБМ СО РАН).

Защищаемые положения:

1. Месторождение Кимпиче локализовано в  Кимпиче-Берелехском рудном узле, представляющем собой фрагмент Имтанджинской брахиантиклинали, ограниченный ветвями Кемюс-Куоландинского регионального разлома. Площадь узла сложена отложениями алевро-песчаной турбидитной формации нижней перми. Положительные магнитные аномалии по периферии рудного узла могут интерпретироваться как выступы кровли гранитоидного массива.
2. Месторождение Кимпиче представлено жилами и минерализованными зонами дробления, приуроченными к кулисовидным разрывам и оперяющим их трещинам в левосторонней сдвиговой зоне северо-западного простирания. Рудные столбы располагаются в двух структурных обстановках: узлы пересечения сопряженных разноориентированных разрывов и участки расщепления отдельных кулисовидных разрывов.
3. Руды месторождения Кимпиче принадлежат к впервые выделенному в пределах Западного Верхоянья серебро-блеклорудному минеральному типу серебро-свинцовой рудной формации. Продуктивная серебро-блеклорудная ассоциация завершает процесс минералообразования.
4. Прогнозно-поисковые критерии и признаки обнаружения однотипных месторождений в пределах Верхоянской сереброносной провинции включают: отложения рудовмещающей алевро-песчаной турбидитной формации в ядрах антиклиналей; области веерообразного расщепления региональных разломов; гранитоидные массивы, предполагаемые по геофизическим данным; широкое развитие карбонатизации (сидерит) и кварц-серицитовых метасоматических изменений пород; блеклорудно-сидеритовый состав руд; наличие сереброносного тетраэдрита в проявлениях рудной минерализации.

Глава 1. Краткая характеристика геологического строения и сереброносности  Верхоянского складчато-надвигового  пояса. 
Верхоянский складчато-надвиговый пояс вытянут вдоль северо-восточной окраины Сибирской платформы на протяжении 2500 км при ширине до 500 км. Пояс подразделен на приплатформенную зону форланда и расположенную восточнее зону хинтерланда [Тектоника…, 2001], граница между которыми условна. Продольные сегменты зоны форланда: Хараулахский, Орулганский, Куранахский и Бараинский объединены в Западно-Верхоянский сектор, который занимает большую часть Верхоянского пояса. 
Для Верхоянского пояса характерно широкое развитие мощных верхнепалеозойских-мезозойских песчано-сланцевых формаций, которые своим полимиктовым составом и условиями накопления резко отличаются от подстилающих нижне-среднепалеозойских, вендских и рифейских толщ с их преимущественно карбонатным типом осадконакопления. Сводное описание формаций всего складчато-надвигового пояса проведено А.А. Константиновским [2009]. Формации верхоянского комплекса группируются в латеральный ряд. Его начинают проксимальные грубообломочные угленосная континентальная и/или континентально-сублиторальная формации, продолжают существенно песчаные дельтовая мелководного шельфа и песчано-глинистая глубокого шельфа. Завершают ряд дистальные алевро-песчаная флишоидная и углеродистая алевро-глинистая турбидитные формации континентального склона и его подножья. Отложения, принадлежащие одной и той же формации, нередко многократно повторяются в разрезе, образуя самостоятельные пачки или толщи на различных стратиграфических уровнях. 
Верхоянский складчато-надвиговый пояс, сформировавшийся на месте пассивной континентальной окраины, в целом, беден проявлениями магматической деятельности, большая их часть сосредоточена на восточной мобильной окраине. В процессе мезозойского тектогенеза в пределах пояса сформировались эффузивные, субвулканические и интрузивные тела различного состава и сопровождающая их разнообразная минерализация. Интенсивность и распределение по площади магматических образований крайне неравномерное и возрастает с запада на восток. 
В последние годы геологоразведочными работами подтверждены и существенно расширены перспективы сереброносности Восточной Якутии, где выявлена новая Верхоянская сереброрудная провинция. Ресурсы серебра разных категорий находятся на уровне крупнейших мировых провинций: Мексиканской, Канадской, Западно-Европейской, Средне-Азиатской. Серебро-свинцовые руды отличаются высокими содержаниями серебра (более 700 г/т). На территории провинции известны такие крупные месторождения серебра как Прогноз [Гамянин и др. 2002], Мангазейское [Костин, 2000]. Кроме них выявлены месторождения Купольное, Верхне-Менкеченское, Хачакчан, а также множество рудопроявлений разной степени изученности. По совокупности данных, имеются все основания считать, что Верхоянская сереброрудная провинция является крупной и характеризуется ресурсным потенциалом мирового класса (около 76000 т серебра) [Аристов, 2007].

Глава 2. Кимпиче-Берелехский  рудный узел 
Кимпиче-Берелехский сереброрудный узел выделен в составе Бытантайского рудного района площадью 8300 км2 [Аристов, 2007], расположенного в пределах Бытантайского поперечного поднятия, включающего также крупное ртутное месторождение Звездочка, серебряное рудопроявление Меникен, золоторудные проявления Бетюген, Шилгон. Под рудным узлом понимается «обособленный в пределах рудных районов или зон участок сосредоточения рудных месторождений, отделенный от других участков безрудным пространством» [Смирнов, 1986]. Кимпиче-Берелехский рудный узел представляет собой участок, в пределах которого выявлено месторождение Кимпиче, а также многочисленные однотипные серебряные рудопроявления и точки минерализации. Площадь узла составляет 1600 км2.

2.1 Изученность Кимпиче-Берелехского  рудного узла 
Площадь Кимпиче-Берелехского рудного узла изучена достаточно слабо. Участок Кимпиче выделен в результате геолого-съемочных работ масштаба 1:200 000 [Андреев, 1968ф]. Изучение объекта было продолжено в 1989 - 1991 гг. в рамках работ по геолого-минералогическому картированию масштаба 1:200 000 [Рассолов, 1991ф]. В 2005-2007 году на территории рудного узла ОАО «Янгеология» проводились поисковые работы [Широков, 2007ф] при участии ЦНИГРИ [Аристов и др., 2006], в 2007 году начались поисково-оценочные работы. 
2.2 Положение и границы Кимпиче-Берелехского рудного узла. 
Месторождение Кимпиче расположено на территории Кимпиче-Берелехского рудного узла, расположенного в пределах Бытанатайского поднятия, разделяющего структуры Омолойского и Сартангского снклинориев Верхоянского  складчато-надвигового пояса, в левосдвиговой зоне Кемюс-Куоландинского разлома - северного ограничения Собопольского регионального разлома. Кимпиче-Берелехский рудный узел приурочен к своду широкой коробчатой Имтанджинской антиклинали (рис.1), сложенному нижнепермскими отложениями алевро-песчаной флишоидной формации. Крылья антиклинали сложены верхнепермскими песчаными отложениями формации дельт и мелкого шельфа. В пределах месторождения Кимпиче и рудопроявлений рудного узла вмещающие породы подвержены сидеритовым и кварц-серицитовым гидротермально-метасоматическим изменениям.

В своде Имтанджинской антиклинали  выделяются антиклинальные складки  второго порядка: Лево-Имтанджинская  и Право-Имтанджинская, в осевой части которых локализуется большинство  серебряных рудопроявлений рудного  узла: Промежуточное, Верхнеберелехское, Скрытное (Лево-Имтанджинская антиклиналь), Кемюс, Болчогор, Ветреное (Право-Имтанджинская  антиклиналь). 
Кемюс-Куоландинский разлом прослеживается на 200 км и состоит из отдельных ветвей, между которыми заключены сливающиеся с ним, оперяющие и ответвляющиеся левосторонние сдвиги. В пределах Кимпиче-Берелехского рудного узла установлено перекрытие и веерообразное расщепление этих сдвигов, являющихся северным и южным ограничением рудного узла. Кимпиче-Берелехской рудный узел расположен между двумя положительными аномалиями магнитного поля, интерпретируемыми как ореолы пирротин-содержащих роговиков над невскрытыми гранитоидными массивами по аналогии с однотипными породами в экзоконтакте Хобойоту-Эчийского гранодиоритового массива. 
Центральная часть Кимпиче-Берелехского сереброрудного узла сложена нижнепермскими алевро-песчаными отложениями халджинской свиты, вскрытой в сводовой части Имтанджинской антиклинали. Фланги узла сложены верхнепермскими песчанистыми отложениями сюренской свиты. Халджинская свита представлена преимущественно алевролитами с прослоями аргиллитов, песчаников, иногда известковых. Отложения халджинской свиты являются рудовмещающими для серебряной жильной минерализации сидерит-блеклорудного состава. По данным В.А. Рассолова [1991ф] породы халджинской свиты характеризуются низким содержанием органического вещества – количество органического углерода здесь не превышает 1%. Сюренская свита представлена песчаниками с редкими прослоями алевролитов и пачками тонкопереслаивающихся песчаников и алевролитов, реже аргиллитов. Встречаются пласты песчаников мощностью 10-14 м с градационной слоистостью.

2.3 Сереброносность Кимпиче-Берелехского  рудного узла

На площади Кимпиче-Берелехского рудного узла известны многочисленные рудопроявления серебра и одно месторождение  Кимпиче. Общая авторская оценка ресурсов серебра рудного узла [Аристов, 2007] составляет 10 000 т серебра. Выявленные рудопроявления слабо изучены. На большинстве  из них рудные зоны прослежены штуфным  опробованием, пройдены единичные канавы. На некоторых участках ОАО «Янгеология» проводятся поисковые работы.

Глава 3. Структура рудного  поля и месторождения Кимпиче

3.1 Рудное поле Кимпиче

В пределах Кимпиче-Берелехского рудного  узла выделено рудное поле месторождения  Кимпиче, приуроченное к своду Лево-Имтанджинской  антиклинали. Рудное поле сложено алевро-песчаными  отложениями халджинской свиты, разделенной на три подсвиты. Нижняя подсвита представлена алевролитами и  пачками чередования алевролитов  и мелкозернистых песчаников. Средняя  подсвита сложена крупнозернистыми алевролитами и мелкозернистыми  песчаниками. Верхнюю подсвиту образуют пачки чередования мелко-среднезернистых  песчаников и крупнозернистых алевролитов. В пределах рудного поля помимо месторождения  Кимпиче известны также рудопроявление Промежуточное, рудная зона Онелок.

Специфической особенностью рудного  поля Кимпиче и других объектов Кимпиче-Берелехского рудного узла по сравнению с другими  объектами Западного Верхоянья  является широкое развитие в его  пределах метасоматически измененных пород. Отчетливо проявленные метасоматические кварц-серицитовые и, особенно, сидеритовые изменения, хорошо визуально различимые, позволяют определить примерное положение перспективных рудных зон. Ширина ореолов метасоматических изменений составляет от первых метров до 250 метров. Максимальная интенсивность метасоматоза приурочена к стержневым частям зон разрывных нарушений.

3.2 Складчатая структура  рудного поля Кимпиче

Складчатая структура рудного  поля представлена коробчатым сводом Лево-Имтанджинской антиклинали  шириной около 5 км. Породы залегают субгоризонтально в ядре складки, круто  падают на крыльях и постепенно выполаживаются по мере удаления от замка, что, по-видимому, указывает на горст-антиклинальное строение Лево-Имтанджинской структуры. Геометрический анализ слоистости Лево-Имтанджинской  антиклинали позволил выявить наличие  двух этапов деформаций. Складчатые формы  первого этапа деформаций имеют  цилиндрическую геометрию с горизонтальным шарниром меридионального направления  и субвертикальной осевой плоскостью. Складки второго этапа деформаций отличаются конической геометрией с  крутопадающим шарниром, погружающимся  в северо-западном направлении. Они  рассматриваются как наложенные кулисные складки. Образование складок  второго этапа связано с левосторонними сдвиговыми перемещениями вдоль  разрывов северо-западного простирания, которые рассекают свод Имтанджинской  антиклинали и сопровождаются зонами дробления с серебряной минерализацией.

3.3 Разрывные структуры  месторождения Кимпиче

Рудные зоны месторождения Кимпиче  локализуются в протяженной (более 3,5 км) полосе гидротермально-измененных пород северо-западного простирания (310-330?) шириной 500-800 м, в пределах которой  развиты кулисовидные зоны дробления  длиной 300-800 м северо-западного направления, а также менее протяженные  зоны северо-восточного и субширотного простираний. В зонах дробления  локализуются сидерит-блеклорудные жилы линзовидной формы длиной 100-300 м  мощностью в среднем 1-2 м, в раздувах до 5 м, являющиеся рудными телами.

Основные запасы серебра на месторождении  сосредоточены в рудной зоне 1. Рудная зона 1 (рис.2) месторождения Кимпиче  отвечает левосторонней сдвиговой  зоне. Она представляет собой серию  полос шириной 20– 60 м северо-западного  простирания, которые ограничены четко  выраженными плоскостями разломов. В промежутках между этими  разломами заключены S-образные кулисы левосторонних сдвигов с меньшими амплитудами перемещений, и две  сопряженные системы разрывов: северо-восточные  правые сдвиги и субширотные раздвиги. Анализ строения рудных зон свидетельствует  о столбовом распределении серебра  в их пределах. Участки богатых  руд чередуются с протяженными пустыми (<5 г/т) интервалами. Основной промышленный интерес представляют участки, сложенные  богатыми серебряными рудами (рудные столбы) со следующими параметрами: мощность жил от 1 до 2.5 м (среднее 2 м), длина  около 100-300 м, содержание серебра колеблется от 399 г/т до 11923 г/т при среднем 750 г/т. Геологоразведочными работами выявлено расположение рудных столбов  с интервалом 300-400 м.

Рудные столбы локализуются в двух структурных обстановках (рис.3):

1) Рудные столбы, приуроченные  к окончаниям кулисовидных разрывов  северо-западного простирания, В  этих участках формируются структуры  взбросо-сдвигового типа, оперяющие  кулисовидные разрывы. Здесь формируются  линзовидные и гнездообразные  тела, сложенные ранней кварц-карбонатной  минерализацией с наложенными  прожилками и гнездами блеклой  руды.

2) Рудные столбы, приуроченные  к участкам пересечения рудовмещающего  разлома северо-западного простирания  с разрывами северо-восточного  направления. В этом случае  все разрывы минерализованы, но  наиболее богатые руды сидерит-блеклорудного  состава локализуются в зонах  дробления субширотного и северо-восточного  простирания (рудные зоны A, B, D). Рудная  минерализация в этих разрывах  распространяется на расстояние 100-200 м от узлов пересечения  разрывов. По мере удаления наблюдается  выклинивание жильных тел с  постепенным уменьшением мощности  и переходом в зоны кварц-карбонатного  прожилкования.