Представленная диссертационная работа посвящена изучению вещественного состава, условий формирования и минеральных ресурсов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения. Выбор объекта не случаен — зона окисления Березовского месторождения золота, в отличие от глубоких горизонтов, оказывается мало изучена в вещественном плане. Более доступная для изучения, зона окисления Березовского месторождения была пройдена в первые десятилетия эксплуатации месторождения, и тогдашний уровень совершенства методов исследования не позволил провести ученым полноценное исследование этого объекта. В настоящее время эксплутационные работы ведутся на глубоких горизонтах, что позволяет там производить исследования на современном аналитическом уровне.
В пределах зоны окисления было найдено пять новых минералов — кро-коит (И.Г. Леман, 1766 г.), вокелинит (Л. Вокелен и Л. Маккварт, конец 18-го века), феникохроит (Г.Р. Герман, 1833 г.), эмбрейит (С.А. Вильяме, 1968 г.), касседаннеит (Ф. Цесброн, 1988 г.). Большинство минералов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения не имеют описания и надежного определения, что ставит под сомнение достоверность их находок, хотя ряд из них (моренозит, биндгеймит, бисмутит, вульфенит и т. д.) являются первыми находками на Урале и в России.
Единичные описания некоторых минералов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения, выполненные в основном в конце 19 -го, начале 20-го веков, ограничиваются лишь приведением результатов кристаллографических исследований, определением физических свойств и, в лучшем случае, I приведением химического состава минерала. Практически ни в одной из работ, за исключением некоторых статей П. В. Еремеева (Еремеев П.В., 1882) и Е. Ф. Чирвы (Чирва Е.Ф., 1935), нет предположений о возможном механизме образования гипергенных минералов. В литературе отсутствует описание условий формирования уникального комплекса гипергенных минералов.
В литературе достаточно подробно освещены вопросы эндогенной зональности Березовского месторождения. П. И. Кутюхин, а затем и И. Т. Самарцев с соавторами выявили закономерности в распределении по площади месторождения минеральных ассоциаций сульфидно-кварцевых жил (Кутюхин П.И., 1937; Самарцев И. Т. и др., 1973). Б. В. Чесноковым была установлена зональность в распределении блеклых руд на площади Березовского рудного поля (включая Благодатные рудники). И. Т. Самарцевым, а затем и В. Н. Сазоновым были выявлены рудная зональность, а также зональность литогеохимического ареола на площади рудного поля (Самарцев И.Т. и др., 1973; Сазонов В. Н. и др., 1993). Исследования, проведенные в рамках данной работы, позволили установить, что распределение гипергенных минералов на площади месторождения подчинено гипогенной зональности. В частности, зональное распределение эндогенных минеральных ассоциаций сульфидно-кварцевых жил и зональность блеклых руд проявляются в зоне окисления в закономерном распределении гипергенных минеральных ассоциаций и конкретных минеральных фаз. Этот принцип отражения эндогенной зональности через закономерное распределение определенных гипергенных минералов позволит прогнозировать минералогическое разнообразие зоны окисления на определенных участках месторождения.
Березовское золоторудное месторождение, выступавшее на протяжении 250 лет эксплуатации источником свинца, золота, вольфрама, обладает невостребованным минеральным ресурсом — коллекционным сырьем. Наиболее знаV чимая часть этих ресурсов сосредоточена в зоне окисления месторождения. В ранних попытках освоения этого ресурса (Чесноков В.Г., 1980) не проводилось исследование добытого сырья, не учитывались информационные ресурсы минералогического образцов, что привело к разграблению уникального материала и утечке его за границу. В рамках данной работы предложен иной подход к освоению этого минерального ресурса, основанный на детальном изучении добытых образцов, точной и надежной диагностике гипергенных минералов.
Показаны факторы, формирующие научную и коммерческую стоимость образца. Это позволяет существенно увеличить стоимость добытых образцов, что при разумной попутной отработке коллекционного материала может повысить рентабельность Березовского месторождения.
Березовское золоторудное месторождение, изучавшееся на протяжении двух с половиной веков, обладает уникальным комплексом информационных ресурсов, целенаправленное использование которых возродит/былой интерес к этому классическому объекту. Планомерная добыча коллекционного материала, проведение экскурсий по типовым объектам месторождения, создание базы данных по геологии, геохимии и минералогии Березовского месторождениятакими видятся приоритетные направления развития этого уникального объекта.
Исходя из представленного положения с изученностью зоны окисления в вещественном и генетическом плане, были поставлены следующие цели, достигнутые в ходе работы :
1. Создание базы данных по вещественному составу зоны окисления Березовского золоторудного месторождения включающей: а).кадастр минеральных видов. б).описание минеральных видов данного объекта, основанное на достаточной и надежной диагностике.
2. Реконструкция на основе изучения минеральных ассоциации условий минералообразования в неравновесной геохимической системе, какой является зона окисления Березовского месторождения. Выделение гипергенных минеральных ассоциаций, характеризующиеся определенными условиями образования.
3. Выявление закономерностей в распределении гипергенных минералов или ассоциаций минералов на участках месторождения, доступных для изучения. Сопоставление полученных результатов с данными по эндогенной зональности на месторождении.
4. Изучение зоны окисления как источника особо ценного минерального сырья — коллекционного материала. Выявление поисковых критериев и признаков для этого типа минерального сырья применительно к Березовскому месторождению.
Изучение вещественного состава и условий формирования зоны окисления.
Березовского золоторудного месторождения производилось с целью рассмоа трения этого объекта в качестве источника коллекционного матерййа.
В ходе работы решались следующие задачи :
1. Изучение площадного и пространственного положения зоны окисления в пределах Березовского месторождения, установление области локализации гипергенной минерализации;
2. Определение наиболее перспективных участков для проведения поисковых работ на коллекционное сырье;
3. Составление кадастра минеральных видов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения на основе анализа литературных и фондовых материалов- <
4. Диагностика с достаточной степенью достоверности гипергенных минералов;
5. Анализ последовательности формирования минералов и минеральных пара-генезисоввыделение минеральных ассоциаций, характерных для определенных этапов развития зоны окисления Березовского золоторудного месторождения;
6. Построение вероятной геохимической модели формирования гипергенной минерализации (на примере верхних горизонтов Платоновской дайки лам-профиров);
7. Оценка возможности использования индекс-минералов разных ассоциаций в качестве поисковых признаков редкой гипергенной минерализации;
8. Определение факторов, формирующих стоимость минералогического образца применительно к коллекционному материалу из Березовского месторождения;
9. Разработка макета монографической минералогической коллекции, позволяющей отразить особенности генезиса зоны окисления Березовского золоторудного месторождения.
Достижение поставленных целей и выполнение конкретных задач позволило сформулировать основные научно-значимые результаты данной работы в виде следующих защищаемых положений :
1. Эндогенная зональность на месторождении отражается в закономерном распределении гипергенной минерализации в зоне окисления. Это позволяет прогнозировать минералогическое разнообразие коллекционного материала зоны окисления на определенных участках месторождения.
2. Вариативность условий и полистадийность минералообразования обусловили разнообразие вещественного состава зоны окисления, выражающееся в развитии минералов сульфатной, арсенатной, карбонатной и хроматно-фосфатно-ванадатной ассоциаций. Среди минералов этих ассоциаций присутствуют форнасит, арсентсумебит и гартреллит, находка которых в зоне окисления Березовского месторождения — первая в России.
3. Березовское золоторудное месторождение обладает невостребованным ресурсом — коллекционным материалом, наиболее ценная часть которого сосредоточена в зоне окисления.
ВЫВОДЫ.
1. Научная и коммерческая ценность минералогических образцов напрямую зависит от ряда факторов, из которых факторы уникальности минеральных видов, представленных в образце, размера и сохранности индивидов и истории самого образца являются основными, формирующими конечную стоимость образца.
2. Необходимо рассматривать коллекционные образцы как составную часть уникальной информационной системы, какой является все Березовское месторождение в целом и зона окисления этого объекта в частности.
3. Информацию о генезисе зоны окисления Березовского месторождения наиболее полно отражает монографическая минералогическая коллекция.
4. Березовское золоторудного месторождение является источником уникального коллекционного материала, наиболее ценная часть которого сосредоточена в зоне окисления.
5. Для максимально эффективного использования комплекса ресурсов-зоны окисления Березовского золоторудного месторождения необходимо создание научно-исследовательского центра, включающего отряд по добыче коллекционного материала и учебно-экскурсионную группу для проведения учебных, просветительских, исследовательских экскурсий и практик.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
В рамках представленной диссертационной работы были изучены вещественный состав и условия формирования зоны окисления Березовского золоторудного месторождения. Основной целью представленных исследований являлось рассмотрение зоны окисления Березовского золоторудного месторождения в качестве источника коллекционного материала.
В ходе работы были решены следующие задачи :
1. Изучено площадное и пространственное положение зоны окисления в пределах Березовского месторождения, установлены области локализации гипергенной минерализации;
2. Определены наиболее перспективные участки для проведения поисковых работ на коллекционное сырье;
3. Составлен кадастр минеральных видов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения на основе анализа литературных и фондовых материалов;
4. Диагностировано с достаточной степенью достоверности 50 гипергенных минералов;
5. Выполнен анализ последовательности формирования минералов и минеральных парагенезисоввыделены минеральные ассоциации, характерные для определенных этапов развития зоны окисления Березовского золоторудного месторождения;
6. Построены вероятные геохимические модели формирования гипергенной минерализации (на примере верхних горизонтов Платоновской дайки лам-профиров);
7. Произведена оценка возможности использования индекс-минералов разных ассоциаций в качестве поисковых признаков редкой гипергенной минерализации;
8. Определены факторы, формирующие стоимость минералогического образца применительно к коллекционному материалу из Березовского месторождения;
9. Разработан макет монографической минералогической коллекции, позволяющей отразить особенности генезиса зоны окисления Березовского золоторудного месторождения.
Научная новизна работы заключается в следующем :
1. Систематизированы и существенно дополнены данные по вещественному составу и условиям формирования зоны окисления Березовского золоторудного месторождения;
2. Выявлена закономерность в распределении продуктов окисления сульфидных руд, отражающая эндогенную зональность месторождения.
3. Приведены данные, позволяющие использовать некоторые распространенные гипергенные минералы в качестве поисковых критериев, определяющих состав первичных руд;
4. Составлен кадастр минеральных видов зоны окисления Березовского золоторудного месторождения.
5. Впервые на современном аналитическом уровне произведено описание большого числа (50 из 76) минеральных видов, известных в пределах зоны окисления месторождения. Наиболее подробно рассмотрены минералы, отражающие геохимическую специфику данной зоны окисления — хроматы, хромато-фосфаты, хромато-арсенаты, фосфаты и вана-даты.
V/ 6. Найдено 11 минеральных видов, новых для Березовского месторождения. Находка форнасита, арсентсумебита, гартреллита является первой в России, находка корнваллита — второй.
7. На основе анализа взаимоотношений минералов, выделения среди них минералов-потенциометров были выделены четыре минеральных ассоциации (сульфатная, арсенатная, карбонатная и хромато-фосфатно-ванадатная).
8. Фактически установлена возможность существования изоморфного ряда вокелинит — форнасит, в котором мышьяк замещает фосфор.
9. Разработан макет и составлен начальный вариант монографической минералогической коллекции по зоне окисления Березовского золоторудного месторождения.
10. Создана научная основа для использования зоны окисления Березовского золоторудного месторождения как источника коллекционного материала.
На протяжении 250 лет приоритет в изучении гипергенной минералогии этого классического объекта оставался за иностранными учеными. Приведенные в диссертации результаты доказывают, что богатые информационные ресурсы Березовского золоторудного месторождения позволяют нам защитить приоритет отечественной минералогии.
Зона окисления Березовского золоторудного месторождения рассмотрена в работе как источник уникального коллекционного материла, на который суще- * ствует реальный спрос среди российских и зарубежных музейных организаций, а также частных лиц. Попутное извлечение этого особо ценного вида минерального сырья могло бы стать не менее выгодным, чем добыча золота на месторождении.
Многие из изученных минералов (например, крокоит, вокелинит) могут быть использованы в качестве поискового признака редкой вторичной минерализации (эмбрейит, касседаннеит, форнасит), имеющей значительную научную и коммерческую ценность. Установленная связь экзогенной и эндогенной минералогической зональности позволяет локализовать места развития гипергенной минерализации с максимальным видовым разнообразием.
Наиболее значимые результаты работы представлены в виде следующих защищаемых положений :
1. Эндогенная зональность на месторождении отражается в закономерном распределении гипергенной минерализации в зоне окисления. Это позволяет прогнозировать минералогическое разнообразие коллекционного материала в зоне окисления на определенных участках месторождения.
2. Вариативность условий и иолистадийность минералообразования обусловили разнообразие вещественного состава зоны окисления, выражающееся в развитии минералов сульфатной, арсенатной, карбонатной и хроматно-фосфагно-ванадатиой ассоциаций. Среди минералов этих ассоциаций присутствуют форнасит, арсентсумебит и гартреллит, находка которых в зоне окисления Березовского месторождения — первая в России.
3. Березовское золоторудное месторождение обладает невостребованным ресурсом — коллекционным материалом, наиболее ценная часть которого сосредоточена в зоне окисления.
Фактический материал, положенный в основу работы, был собран в течение четырех полевых сезонов 1995 — 1998 годов. Всего было собрано порядка 500 образцов, отобрано около 400 проб, обработано порядка 250 микрозондо-вых анализов минералов, 100 инфракрасных спектров, 300 рентгенограмм порошка минералов, построено 10 профилей по данным микрозондового анализа. Анализ химического состава был выполнен в лаборатории микрозондового анализа Геологического факультета МГУ, на микроанализаторе Camebax SX-50, аналитик H.H. Кононкова, а также в лаборатории микрозондового анализа ИГиГ УрО РАН, аналитик В. А. Вилисов. Рентгенограммы порошка минералов были сняты в рентгеноструктурной лаборатории УГГГА на приборе ДРОН -2.0, аналитик Н. Г. Сапожникова и в камере РКД диаметрохм 57,3 мм, аналитик С. Г. Суставов. Инфракрасные спектры минералов были сняты в спектральной лаборатории Института физики и химии в Черноголовке, на спектрофотометре Specord 75 IR и фурье-спектрометре FTIR-1600, аналитик Н. В. Чуканов.
Материалы, связанные с темой диссертации, докладывались на I — IV Всероссийских минералогических совещаниях «Уральская летняя минералогическая школа — 95, 96, 97, 98» (Екатеринбург, 1995 — 1998 г. г.), на Четвертой научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов — 98» (Миасс, 1998), Третьем региональном совещании «Минералогия Урала» (Миасс, 1998), Международном Симпозиуме по истории минералогии и минералогических музеев (Санкт-Петербург, 1998).
В заключении автор хотел бы выразить признательность своему научному руководителю профессору Э. Ф. Емлину, за постоянное внимание, неоценимую моральную и финансовую помощь в работе. Огромную роль для данного исследования сыграли научные консультации и аналитическая поддержка кандидата геолого-минералогических наук, доцента кафедры МПГ УГГГА С. Г. Суставова и кандидата геолого-минералогических наук, сотрудника кафедры минералогии МГУ И. В. Пекова. Выполнение работы во многом определило сотрудничество с главным геологом АО «Промразведка» A.C. Баталиным, предоставившем образцы и литературные материалы для исследования. Особую благодарность хотелось бы выразить сотруднику ИМин УрО РАН, кандидату геолого-минералогических наук А. Ф. Бушмакину за содержательное обсуждение и предоставление ряда образцов для исследования. Автор выражает искреннею признательность аналитикам — Нине Гавриловне Саложниковой, Никите Владимировичу Чуканову и Наталье Николаевне Кононковой. Особо хотелось бы отметить участие аспиранта М. В. Середкина (МГУ) в организации проведения анализов и помощь в обсуждении результатов. Хочу выразить искреннюю признательность аспирантам ИГиГ УрО РАН Ю. В. Ерохину и Е. С. Шагалову за помощь и поддержку при проведении исследований.
