Перспективы развития ресурсов серебросодержащего оруденения в Туркестано-Алайском секторе Южного Тянь-Шаня

Интенсивное и все возрастающее потребление серебра во многих отраслях промышленности, определяющих технический прогресс, привело к истощению запасов серебра. К таким отраслям промышленности относятся: электроника, электротехника, космическая техника, атомная промышленность, ракетостроение, ювелирное дело, изготовление монет, фото и кино дело. Серебро относится к числу стратегических видов минерального сырья. В связи с этим во всем мире усилились производственные и научные работы по изучению рудных объектов: как собственно серебряных, так и серебросодержащих руд.

В этом отношении обнаружение серебряных и серебросодержащих месторождений на территории Кыргызстана имеет большое социально-экономическое значение. Внедрение прогрессивных технологий по извлечению серебра из продуктов передела полиметаллических законсервированных и эксплуатирующихся месторождений позволит увеличить добычу благородного металла на юге Кыргызстана.

В последнее время в связи с выявлением в стратифицированных комплексах нетрадиционных типов руд, содержащих серебряное оруденение, а также простейших концентраций в полиметаллических месторождениях исследуемого региона, изменилось отношение к исследованиям сереброносности. С другой стороны, в прилегающих регионах других государств, в аналогичных геолого-структурных и металлогенических позициях, обнаружены и эксплуатируются крупнейшие серебряные и комплексные сереброносные месторождения.

В связи с этим было необходимо всестороннее исследование и комплексная оценка сереброносности стратифицированных отложений палеозоя Туркестано-Алайского сектора Южного Тянь-Шаня с целью выявления закономерности их размещения и типизации.

Структурно-вещественные комплексы Туркестано-Алайского сектора Южного Тянь-Шаня с наличием собственно серебряных и комплексных серебросодержащих проявлений до настоящего времени еще довольно слабо изучены. Обнаружение серебряных и сереброносных руд (учитывая их существенные масштабы) значительно расширяет минерально-сырьевые ресурсы исследуемого региона. Особенно это касается территорий с действующими горно-металлургическими предприятиями, разрабатывающими традиционные типы месторождений.

Анализ фондовых и собственного материала показывает, что перспективными на обнаружение сереброносного оруденения являются стратифицированные отложения палеозоя.

В связи с вышеизложенным, актуальным является комплексное изучение сереброносности стратифицированных отложений палеозоя Южного Тянь-Шаня с целью повышения промышленного потенциала региона, геоэкологическая оценка влияния разработки серебросодержащих руд на окружающую среду должна способствовать повышению эффективности природоохранных мероприятий.

Цель исследования: Комплексное изучение палеозойских стратифицированных формаций Туркестано-Алайского сектора Южного Тянь-Шаня с целью выявления в них серебряного и серебросодержащего оруденения, а также определение наличия и количество вредных химических элементов, негативно влияющих на экосистему региона.

Задачи исследования:

1. Изучение закономерностей размещения серебросодержащего оруденения в стратифицированных формациях палеозоя исследуемого региона.

2. Систематика генетических и геолого-промышленных типов серебряных и серебросодержащих проявлений.

3. Разработка критериев прогнозирования серебряных и серебросодержащих комплексных руд для оценки прогнозных ресурсов серебра.

4. Выявление химических элементов, загрязняющих окружающую среду при проведении геологоразведочных работ.

Фактический материал — в основу работы положены результаты 25-ти летних исследований автора, проведенных более чем на 20-ти рудных объектах Южного Тянь-Шаня.

В процессе полевых исследований было осуществлено около 110-ти км геолого-геохимических профилей, опробовано 15 км подземных выработок, отобрано и проанализировано около 2500 проб и образцов горных пород, характеризующих главные геологические типы пород, рудные и безрудные участки. При изучении минералого-геохимических особенностей стратифицированных формаций и локализованного в них оруденения, отобрано и изучено около 200 проб монофракций рудных минералов, обработано свыше 600 полных спектральных анализов на серебро- 40 монофракций пирита, пирротина, марказита, антимонита, киновари анализировалась спектрохимическим методом на определение элементов-примесей.

Методы исследований. Полевые работы включали геологические наблюдения, составление литолого-геохимических, структурно-литологических и минералого-геохимических разрезов с опробованием стратифицированных формаций. Наряду с этим использовались методы актуализма и аналогий с прилегающими подобными металлогеническими регионами Узбекистана и Таджикистана.

Исследования минерального состава горных пород, руд и зон минерализации осуществлялось с использованием отбора и изучения образцов, проб-протолочек, геохимических проб и последующих анализов. Опробованию подвергались подземные горные выработки, керн буровых скважин, естественные и искуственные обнажения коренных пород и др. Анализы проводились в химической и спектральной лаборатории Фрунзенского политехнического института, Центральной комплексной лаборатории Агентства по геологии и минеральным ресурсам Кыргызской.

Республики, а также в лаборатории Южно-Кыргызской комплексной геологической экспедиции. Анализы на серебро (частично на сурьму) проводились также и в Центральной комплексной лаборатории Мингео Узбекистана высокочувствительными и высокоточными методами.

При написании работы, кроме личных материалов, автором были изучены и использованы данные Южно-Кыргызской геологической экспедиции — И. И. Солошенко, A.B. Ждана, H.A. Пихоты, Б. Д. Болгаря, В. В. Смирнова, Г. Г. Кравченко, Г. В. ДедюхинаГосгеолагентства KP (Кыргызской Республики) — К. О. Осмонбетова, В. В. Никонорова и др.- Института геологии HAH KP — А. Б. Бакирова, А. И. Денисова, Р. Д. Дженчураевой, И. Д. Турдукеева и другихПроблемной лаборатории стратиформных месторождений — А. Г. Шевкунова, О. Ш. Шамшиева, А. О. Маралбаева, а также многих исследователей, занимавшихся в разное время вопросами геологии и геохимии осадочных, вулканогенно-осадочных формаций и рудных месторождений .Тянь-Шаня (В.И Смирнов, A.A. Сауков, Г. С. Поршняков, Д. П. Резвой, В. И. Бергер, У. А. Асаналиев и др.). При классификации серебряных, серебро-полиметаллических и других комплексных руд в стратифицированных комплексах автор придерживается основных принципов изучения стратиформного рудообразования разработанного академиком У. А. Асаналиевым.

Основные защищаемые положения:

1. Серебросодержащие месторождения Туркестано-Алая представлены седиментогенным, осадочно-эпигенетическим, вулканогенно-осадочным и плутогенно-гидротермальным типами, сформировавшимися в различных геотектонических условиях: активных окраин в над субдукционных блоках континентов, в зонах развития островодужных структур, а так же в блоках испытавших коллизию и аккрецию.

2. На основе совокупности выявленных региональных и локальных факторов серебряного оруденения были выделены перспективные площади для постановки геолого-разведочных работ в Туркестано-Алайском секторе Южного Тянь-Шаня.

3. Определены химические элементы-загрязнители окружающей среды при освоении серебросодержащих. месторождений. Основные элементы-загрязнители — Аб, 8е, Н^- (седиментогенный тип), РЬ, Аб, Н§- (осадочно-эпигенетический и вулканогенно-осадочный типы) — Си (плутоногенно-гидротермальный тип). Уровень природного загрязнения в районах месторождений зависит от типа руд.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Впервые в исследуемом регионе выявлена сереброносность стратиформных месторождений полиметаллических, колчеданно-полиметаллических и других типов руд, ранее считавшихся бесперспективными на серебро.

2. Установлены процессы накопления серебра и их места в истории преобразования вмещающих пород и рудных месторождений.

3. Определены основные региональные и локальные факторы, определяющие закономерности лаколизации стратиформного серебряного и серебросодержащего оруденения и по совокупности благоприятных факторов выделены перспективные площади.

4. Определены источники и причины распространения токсичных элементов загрязнителей.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Выявленная сереброносность ранее известных полиметаллических, колчеданно-полиметаллических рудных объектов повышает их большой промышленный потенциал и требует их переоценку.

Установленные в пределах вулканогенно-осадочных формаций серебряное и комплексное сереброносное оруденение позволяет прогнозировать обнаружение нового для исследуемого региона серебро-колчеданно-сурьмяного типа.

Выделенные перспективные сереброносные площади в пределах вулканогенно-осадочных, карбонатных комплексах, пестроцветных медистых песчаниках мезо-кайнозоя способствуют увеличению резерва серебра исследуемой территории.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзной научной конференции «Металлогения Тянь-Шаня» (г. Фрунзе, 1987), на Международной конференции «Проблемы стратиформных месторождений» (г. Чита, 1990), на Международной научно-технической конференции «Инновации в образовании, науке и технике» (г. Бишкек, 2006), на Международной научно-технической конференции «Наука, образование инновации: приоритетные направления развития» (г. Бишкек, 2009), на 10-й и 11-й Международных конференциях «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (г. Махачкала, 2011; г. Усть-Каменогорск, Казахстан, 2012). Отдельные разделы диссертации докладывались и получили одобрение на рабочих технических оперативных совещаниях, регулярно проводимых в Южно-Кыргызской геологической экспедиции, Алайской геофизической партии, Хайдарканском ГАО (Государственное акционерное общество), Кадамжайском СК (сурьмяной комбинат), на кафедре «Геология полезных ископаемых» Ошского технологического университета, а также на заседаниях Проблемной научно-исследовательской лаборатории стратиформных месторождений (в настоящее время — Кыргызский институт минерального сыря — КИМС).

Работа была обсуждена на расширенном заседании кафедры «Каустобиолиты и экология» Кызыл-Кийского института природопользовании и геотехнологии и «Геология полезных ископаемых» института горного дела и горных технологий им. академика У. Асаналиева при КГТУ (Кыргызский государственный технический университет) им. И. Раззакова, а также на заседаниях кафедр «Нефтепромысловая геология, горное и нефтегазовое дело» и «Геология месторождений полезных ископаемых им. В.М. Крейтера» РУДН, с привлечением ведущих специалистов и рекомендована к защите.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает введение, 3 главы и заключение. Список использованной литературы включает 149 наименований. Текст диссертации содержит 122 машинописных страницы 12 таблиц, 20 рисунка.

Выводы:

1. Входе исследований были определены химические элементы-загрязнители окружающей среды в соответствии с морфогенетическими типами сереброносного оруденения при их освоении.

Элементами-загрязнителями для седиментогенного типа являются Аэ, Бе, для осадочно-эпигенетического и вулканогенно-осадочного типа РЬ, Аэ, Hg и для плутогенно-гидротермального типа Си. Уровень природного загрязнения в районах месторождений зависит от типа руд.

2. Определены основные источники природного загрязнения окружающей среды химическими элементами на сереброносных месторождениях, к которым относятся рудные тела, отвалы канав и штолен, также механические нарушения ландшафтов при проведении геологоразведочных работ.

3. Источниками техногенного загрязнения на рудных месторождениях являются отвалы канав и штолен. Химические элементы в рудах находятся в минеральной форме и практически не подвержены окислению. В отвалах минералы подвергаются окислению и выделяют элементы-загрязнителей.

Техногенному загрязнению от отвалов канав подвергаются почвы, от штольневых отвалов — донные отложения. Состав техногенного загрязнения соответствует составу источника. Наибольшая интенсивность техногенного загрязнения почв выявлена на серебро-полиметаллических объектах, что позволяет считать их наиболее опасными. Загрязнение донных отложений от штольневых отвалов характеризуется средним уровнем и протяженностью техногенных потоков.

4. Воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду проявляется в механических нарушениях ландшафтов и их загрязнении химическими элементами. Суммарная величина ущерба определяется ущербом от механических нарушений ландшафтов и является максимальной при разведке месторождений в зоне интенсивных разработок.

Методика разведки влияет на интенсивность механических нарушений. В районах с интенсивно расчлененным высокогорным рельефом дополнительным фактором приводящим к двукратному увеличению общей площади механических нарушений является прокладка подъездных дорог-серпантинов и развитие экзогенных процессов (оползневые и осыпные процессы) спровоцированных проведением геологоразведочных работ.

5. Проведена геоэкологическая оценка и районирование территории Туркестано-Алайского сектора Южного Тянь-Шаня по опасности природных рисков освоения месторождений полезных ископаемых.

Определено что, в более благоприятных условиях расположены собственно серебряные месторождения Турабулак и Кан, для которых определена средняя степень опасности природных рисков и возможность их промышленного освоения.

6. Основной причиной загрязнения окружающей среды химическими элементами при разведке и эксплуатации месторождений является извлечение на поверхность руд и пород, работа добычных и транспортных машин и механизмов, обогатительных фабрик и металлургических комбинатов, производящих выбросы в атмосферу, промышленные стоки, твердые отходы (хвосты) обогащения и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Основные научно-прикладные результаты проведенных исследований сводятся к следующему:

1. Впервые в исследуемом регионе выявлена сереброносность полиметаллических, колчедаппо-полиметаллических стратиформных месторождений.

2. Среди стратифицированных структурно-вещественных комплексов в отношении сереброносности наиболее интересными являются пестроцветные терригенно-песчано-сланцевые, карбонатные и вулканогенно-осадочные образования. Серебряные и серебросодержащие комплексные руды по условиям образования относятся к стратиформной группе.

3. Стратиформная группа серебряных и сереброносных проявлений по морфогенетическим особенностям делится на седиментогенные, осадочно-эпигенетические, вулканогенно-осадочные и плутоногенно-гидротермальные типы;

1) седиментогенный тип серебряных и сереброносных проявлений приурочен к пестроцветным комплексом и медистым песчаникам;

2) осадочно-эпигенетический тип локализован в измененных разностях вышеуказанных пород;

3) вулканогенно-осадочный тип приурочен к спилит-диабазовым, фациям в виде серебро-сульфосольных и серебро-полиметаллических руд пластового залегания.

4) плутононогенно-гидротермальный тип приурочен к секущим кварц-карбонатно-терригенным образованиям подвергшимся тектоно-магматической активизации.

4. Формирование седиментогенного оруденения контролируется, в основном, благоприятной фациальной средой, оно генетически связано с медистыми песчаниками, пестроцветными, карбонатно-терригенными формациями.

Осадочно-эпигенетическое орудепение приурочено к потенциально сереброносным осадочным и вулканогенно-осадочным стратифицированным формациям, преобразованным в результате катагенеза и эпигенеза.

На размещение серебряного и серебросодержащего полиметаллического оруденения вулканогенно-гидротермальных жильных морфогенетических типов (участки Северной, Центральной Турабулакского рудного поля) существенное влияние оказывают структурные, литологические факторы.

5. Установлена геохимическая' специализация: на серебро, золото, медь, ртуть, сурьму углеродистых и углеродсодержащих формацийна серебро, свинец, цинк, олово-вулканогенно-осадочных формаций девонана серебро, медь, и золото медистых песчаников.

6. Выявлено более широкое, чем ранее предполагалось, развитие сереброносного оруденения на месторождениях выделенных генетических типов. Вулканогенно-осадочная группа делится на серебро-сульфо-антимонитовый (Ходжагаир) и серебро-полиметаллический (Турабулакский) типы. Плутоногенно-гидротермальный секущий тип представлен серебро-свинцово-ципковым минеральным типом и распространен в пределах Турабулакского рудного поля. В стратифицированных вулканогенно-осадочных месторождениях максимальная интенсивность серебряного оруденения проявлена в колчеданных рудахв вулканогенно-гидротермальных стратиформных-существенно в полиметаллических рудах.

7. Установлено, что серебро-полиметаллическое орудепение тяготеет к карбонатным составляющим известняково-доломитовой формации девона, которые распространены в западной части исследуемого региона (Кан, Кан-и-Гут и др.), в южной • части распространены аналогичные формации серебро-сульфо-антимопитовой рудой.

8. Определены основные региональные и локальные геологические факторы, на основе которых составлены модели, контролирующие размещения стратиформпого серебряного и сереброносного оруденения.

К ним относится геодинамические, формационные, литолого-стратиграфические, литолого-геохимические, стратиграфические, минералого-геохимические. Выполненные работы позволили расширить представление о закономерностях распределения серебра в различных морфогенетических типах ртут’но-сурьмяных, полиметаллических месторождений Южного Тянь-Шаня.

Практическое значение выявленных закономерностей заключается в рекомендации использовать их в качестве поисковых критериев при геолого-разведочных и поисково-прогнозных работах, как в известных, так и в новых аналогичных территориях.

9. Установленное в пределах вулканогенно-осадочных формаций серебряное оруденение позволяет прогнозировать обнаружение нового серебро-колчеданно-сурьмяного типа для исследуемого региона.

10. Выделенные перспективные площади в пределах вулканогенных, вулканогенно-осадочных карбонатных комплексах нижнего и среднего девона и девон-карбона (Б-С), а так же сереброносность осадочных и вулканогенно-осадочных формаций в медистых песчаниках мезо-кайнозоя способствуют увеличению резерва серебра.

11. Промышленное освоение выявленных серебряных и сереброносных проявлений в пределах исследуемых формаций целесообразно при комплексной отработке совместно с другими металлами, такими как сурьма, ртуть, золото и другие. В то же время некоторые из сереброносных проявлений внутриформационного характера (Джидалик, Аксай, Анхарсай) на флангах известных месторождений Абшир, Кадамжай, Хайдаркан могут расширить масштабы данных объектов.

12. Определены химические элементы-загрязнители окружающей среды в соответствии с морфогенетическими типами сереброносного оруденения при их освоении.

Элементами-загрязнителями для седиментогенного типа являются Аэ, Бе, Н§— для осадочно-эпигенетического и вулканогенно-осадочного типаРЬ, Аб, для плутогешю-гидротермальиого типа — Си. Уровень природного загрязнения в районах месторождений зависит от типа руд.

13. Определены основные источники природного и техногенного загрязнения окружающей среды химическими элементами на сереброносных месторождениях, к которым относятся рудные тела, отвалы канав и штолен, также механические нарушения ландшафтов при проведении геологоразведочных работ.

14. Определено воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду. Оно проявляется в механических нарушениях ландшафтов и их загрязнении химическими элементами. Суммарная величина ущерба определяется ущербом от механических нарушений ландшафтов и является максимальной при разведке месторождений в зоне интенсивных разработок.

Методика разведки влияет на интенсивность механических нарушений. В районах с интенсивно расчлененным высокогорным рельефом дополнительным фактором приводящим к двукратному увеличению общей площади механических нарушений является прокладка подъездных дорог-серпаитинов и развитие экзогенных процессов (оползневые и осыпные процессы) спровоцированных проведением геологоразведочных работ.

15. Проведена геоэкологическая оценка и районирование территории Туркестано-Алайского сектора Южного Тянь-Шаня по опасности природных рисков освоения месторождений полезных ископаемых.

Определено что, в более благоприятных условиях расположены собственно серебряные месторождения Турабулак и Кан, для которых.

121 определена средняя степень опасности природных рисков и возможность их промышленного освоения.

16. Основной причиной загрязнения окружающей среды химическими элементами при разведке и эксплуатации месторождений является извлечение на поверхность руд и пород, работа добычных и транспортных машин и механизмов, обогатительных фабрик и металлургических комбинатов, производящих выбросы в атмосферу, промышленные стоки, твердые отходы (хвосты) обогащения и др.