bigpo.ru
добавить свой файл
1 2 ... 5 6


На правах рукописи


Наумов Владимир Александрович



МИНЕРАГЕНИЯ, ТЕХНОГЕНЕЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ

КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ЗОЛОТОНОСНОГО АЛЛЮВИЯ


Специальность 25.00.11 – Геология, поиски и разведка

твердых полезных ископаемых, минерагения


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук


Пермь – 2010


Работа выполнена в Естественнонаучном институте и на кафедре поисков и разведки полезных ископаемых ГОУ ВПО «Пермский государственный университет»


Научный консультант:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Лунев Борис Степанович (Пермский государственный университет, г. Пермь)


Официальные оппоненты:


доктор геолого-минералогических наук,

профессор Быховский Лев Залманович

(ФГУП «Всероссийский научно-исследователь-ский институт минерального сырья

им. Н.М. Федоровского», г. Москва)






доктор геолого-минералогических наук, профессор Мустафин Сабир Кабирович

(Башкирский государственный университет,

г. Уфа)





доктор геолого-минералогических наук, профессор Флаасс Александр Сергеевич

(Пермский государственный технический университет, г. Пермь)


Ведущая организация:


Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН (ИГМ СО РАН), г. Новосибирск



Защита состоится 31 марта 2011 г. в 13-30 на заседании диссертационного Совета Д 212.189.01 при Пермском государственный университете по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15. Пермский госуниверситет,

зал заседаний Ученого совета.

Факс: (342) 237-16-11, (342) 239-68-32 E-mail: geophysic@psu.ru


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ГОУ ВПО «Пермский государственный университет»


Автореферат разослан «______» января 2011 г.


Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.189.01

доктор технических наук, профессор В.А. Гершанок


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность работы

С золотоносным аллювием связаны значительные резервы золота. Это песчано-гравийные и техногенные месторождения и объекты, изучение которых выполнено по устаревшим технологиям. Всесторонний анализ условий их формирования, способов изучения и отработки, переоценка ресурсной базы с точки зрения новых технологий и подходов – насущная необходимость развития геологии.

В истории развития геологической науки и связанных с нею горных производств, можно выделить три наиболее крупных этапа: 1) экстенсивного развития и вовлечения в хозяйственную деятельность мономинеральных месторождений; 2) комплексного освоения выявленных месторождений с одновременной или последовательной добычей попутных компонентов; 3) управления формированием повышенных концентраций полезных компонентов с заданными параметрами (содержание, форма залежи, свойства пород).

Экстенсивный этап продолжается. Открытие новых крупных и сверхкрупных месторождений золота возможно в связи с освоением новых территорий, переоценкой выявленных ранее объектов (Новогоднее-Монто), развитием инфраструктуры территорий (строительство железных дорог Ивдель-Лабытнанги, Белкомур), использованием новых подходов, методов, технологий изучения и освоения месторождений (геотехнологии) с учетом мелких зерен и новых форм нахождения золота.

Комплексному освоению месторождений нет альтернативы, поскольку оно существенно повышает экономическую эффективность и снижает воздействие на окружающую среду. Оценка крупных и суперкрупных мировых месторождений-гигантов показывает, что комплексные месторождения существенно «дороже» мономинеральных.

Управление формированием повышенных концентраций или создание месторождений – новое научное направление интенсивного этапа развития. Несмотря на то, что при освоении месторождений такое «управление» происходит, оно слабо освещено в мировой литературе.

Автор более 25 лет занимается проблемами геологии и освоения природных и техногенных месторождений с мелкими и тонкими зернами благородных металлов и разными формами нахождения золота. Выявлены некоторые закономерности размещения микронных и коллоидных золотоносных фаз, особенности формирования минеральных пленок на золоте, образование пленок золота на других минералах, механизмы укрупнения и диспергации золота. Исследования проведены на геологических объектах разнообразных по генезису (рудные, россыпные, техногенные), механизмам формирования и распределения полезных компонентов, возрасту.

Представленная работа направлена на решение фундаментальной проблемы − поиски и оценку природных и техногенных геологических объектов с мелкими зернами ценных минералов, разработку методологии их изучения, создание научной и методической базы для управления процессами формирования продуктивных залежей золота. Кроме того, она направлена на решение крупной народнохозяйственной задачи – оценку перспектив комплексного освоения месторождений золотоносного аллювия с мелкими зернами ценных минералов на основе современных технологий.

Цель работына основе минерагенического анализа золотоносного аллювия выявить закономерности распространения и накопления в нем мелкого золота, особенности проявления техногенеза, показать перспективы комплексного освоения и управления формированием повышенных концентраций золота.


Основные задачи исследований

1. С позиций генетической минерагении выявить региональные закономерности возникновения и пространственного распределения месторождений золотоносного аллювия. Рассмотреть их в ряду: природные россыпи золота, россыпепроявления, золотоносные песчано-гравийные месторождения на примере объектов Урала и Приуралья.

2. Оценить роль техногенеза, техногеогенеза и техногенного рудогенеза как геологических процессов, выявить закономерности формирования техногенных объектов − продуктов разработки золотоносного аллювия, установить особенности распределения концентраций и изменения состава золота в техногенных отложениях.

3. Показать методические особенности изучения геологических объектов с мелким и тонким золотом, закономерности размещения традиционных и перспективы выявления новых типов месторождений золотоносного аллювия на основе использования законов природной и принудительной дифференциации осадков.

4. Разработать концепцию управления распределением концентраций золота (рудогенеза) на стадии формирования и преобразования техногенной залежи на уровне механической, физико-химической, биохимической дифференциации и интеграции.

5. Оценить перспективы комплексного освоения природных и техногенных геологических объектов золотоносного аллювия. Выявить особенности распределения в них мелкого и тонкого золота, других форм его нахождения. Провести промышленную отработку техногенных отвалов, апробировать технологические схемы извлечения золота и платиноидов.


Научная новизна

1. Золотоносный аллювий рассмотрен как комплексный минеральный ресурс, включающий природные и техногенные золотосодержащие объекты: россыпи, россыпепроявления, золотогравийные месторождения и продукты их технологической переработки, отличающиеся закономерностями формирования и преобразования, строения и состава, характером протекания геологических процессов в природных и техногенных осадках.

2. Установлена аналогия проявления природных и техногенных процессов. Автором впервые техногенные процессы (техногенез, техногеогенез и технорудогенез) рассмотрены как сжатые во времени и локализованные в пространстве геологические процессы. Каждый из процессов обладает атрибутами экзогенного геологического процесса (разрушение, перенос, аккумуляция) и имеет природные аналоги среди известных геологических процессов.

3. Автор развивает новое научное направление по управлению формированием повышенных концентраций (месторождений) и раскрывает его положения на примере техногенных золотоносных образований. Техногенные процессы обусловлены деятельностью человека, поэтому являются управляемыми человеком. Управление техногенными и техногеогенными процессами открывает возможность направленного формирования месторождений с заданными характеристиками (техногенного рудогенеза). На примере объектов золотоносного аллювия обоснованы теоретические и практические основы управления формированием месторождений золота при участии процессов механической, физико-химической и биохимической дифференциации и интеграции.

4. Усовершенствована методика изучения мелких ценных минералов, в особенности золота. На основе геолого-технологического подхода путем механической принудительной дифференциации показаны возможности создания из некондиционных объектов месторождений стекольных, строительных и других песков.

5. Проведена оценка золотоносного потенциала на Верхнекамской впадине и впервые выявлен новый тип рудного «агрегатного» золота в осадочном чехле Восточно-Европейской платформы. Рудогенез золота пород осадочного чехла определяется низкотемпературными гидротермально-метасоматическими процессами, связанными с мезозой-кайнозойским этапом тектоно-магматической активизации Восточно-Европейской платформы.

6. Открыт новый минерал – кубический карбид кремния – «исовит» (утвержден Комиссией по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации). Под руководством автора получены новые данные по минералогии золота и минералов платиновой группы (МПГ) природных (Верхнекамская впадина, песчано-гравийные месторождения Урала) и техногенных (отвалы Исовского, Южнозаозерского приисков) объектов Урала, Юкона (Канада).



Защищаемые положения

1. Вещественный состав песчано-гравийно-галечных аллювиальных месторождений Урала и Приуралья представлен физически устойчивыми и химически однородными псефитами и псаммитами, обусловлен влиянием геологических и гидрологических факторов при механической интеграции и дифференциации осадков.

2. Минерагения месторождений золотоносного аллювия от россыпей до золотогравийных объектов обусловлена механической интеграцией и дифференциацией осадков. Крупность и содержание свободного золота снижается от складчатой области Урала к Восточно-Европейской платформе. Локальные концентрации золота возникают при механическом поступлении из коренных источников, промежуточных коллекторов и дифференциации на участках положительных неотектонических движений.

3. Техногенез, техногеогенез и технорудогенез как геологические процессы заключаются в разрушении, переносе, аккумуляции при механической, физико-химической и биохимической дифференциации и интеграции осадков золотоносного аллювия. Техногенный рудогенез обусловлен механической концентрацией золота, образованием агрегатов, укрупнением и диспергацией его зерен на физико-геохимических и биогеохимических барьерах.

4. Направленное изменение вещественного состава золотоносного аллювия путем принудительной механической дифференциации обеспечивает комплексное освоение месторождений с получением песков различного назначения, коллективных и селективных концентратов золота и других ценных минералов.


Объекты исследования и фактический материал

Основным объектом исследования являлся золотоносный аллювий природных и техногенных комплексов Урала, Приуралья и восточной окраины Восточно-Европейской платформы. Изучены природные и техногенные россыпи и россыпепроявления Урала, россыпные объекты Верхнекамской впадины, золотогравийные месторождения и гравийно-галечные отложения платформенной части Прикамья и других территорий мира, где автор проводил самостоятельные исследования и руководил выполнением работ.

Исходными материалами для диссертации послужили результаты собственных полевых, лабораторных и экспериментальных исследований автора в Лаборатории осадочных полезных ископаемых (ЛОПИ) Пермского госуниверситета (1980−1988) и лабораториях геологического отдела Естественнонаучного института (ЕНИ) ПГУ (1988−2010) на объектах Прикамья, Урала, Якутии, Казахстана, Узбекистана, Канады. Автором обобщены результаты исследований, выполненных с его участием для более 40 организаций России: Воркутинской ГРЭ, ПГО «Оренбурггеология», приисков бывшего ПО «Уралзолото», Томской ГРЭ, ПГО «Тюменьгеология», ОАО «Сильвинит», АОЗТ «Прииск Уралалмаз», АОЗТ «Теплогорский щебеночный карьер», ПГГСП «Геокарта-Пермь», ГГСП «Горнозаводскгеология», ГГСП «Яйвагеология», ФГУГП «Пермгеолнеруд», АОЗТ «Порт Левшино», Вычегодской ГРЭ, ТД АО «Метафракс», ФГУП «КамНИИКИГС», КПР по геологии «Пермьнедра», Агенства по недропользованию МПР РФ, ГУП и МПР Администрации Пермского края, КПР и Администрации КПАО, ФГУП ЦНИГРИ, Якутского филиала ЦНИГРИ АК «Алросса» и др.

Автор участвовал и руководил НИР по шести российским грантам РФФИ: «Организация 13 Международного совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания» (Пермь, 2005); «Исследование мелкого и тонкого золота в аллювии позднепермского осадочного бассейна на территории Пермского края» (2007−2009); «Исследование мелких ценных минералов в аллювии мезозойского и кайнозойского осадочных бассейнов на территории Пермского края» (2007−2009); «Экологически безопасное и эффективное исследование и освоение аллювия Западного Урала и Приуралья» (2010), выполнял научное руководство по Государственному контракту ФЦП «Экология и природные ресурсы России» (2002−2010), «Оценка ресурсного потенциала золота Верхнекамской впадины (Коми-Пермяцкий автономный округ)»; руководил контрактом с государственной геологической службой территории Юкон (Канада), использовал многочисленные литературные источники и фондовые материалы.

Геологическое и технологическое опробование выполнено автором на золото-платиновых россыпях уральских приисков: Южно-Заозерского (Средне-Чапинская, Чернореченская, Волчанская), ОАО «Уралалмаз» (Верхневелсовская), ООО «Старатель» (Больше-Шалдинская), бывших Исовского (рр. Тура, Ис, Полуденка, Северная-Тискос), Невьянского, на участках дореволюционных старательских разработок (Мартайская группа) и др.; Якутии – бассейн рр. Вилюй, Эйякит; территории Юкон (Канада) в бассейнах рр. Клондайк, Индиан, Сисктимайл, Стьюард (более 20 объектов).

Автор являлся одним из организаторов нового этапа производства геологических работ на территории Коми-Пермяцкого АО (1996−2008), организатором и ученым секретарем Совещания по геологии КПАО и XIII Международного Совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания (Пермь, 2005), участником проекта РАН по линии «Научные школы» (школа академика Н.А. Шило по геологии россыпей и месторождений кор выветривания) (2004−2009).

Научно-методические разработки

На основе диссертационных материалов автором разработан курс лекционных и практических занятий «Геология техногенных месторождений», «Горное дело. Обогащение полезных ископаемых». В учебном процессе используется «Атлас форм рельефа. Т.4. Природные и техногенные формы» (Пермь, 2004). Создана коллекция мелких ценных и техногенных минералов, представленная образцами с пяти континентов. При научном руководстве автора защищены 5 магистерских диссертаций, 33 дипломные работы специалистов, 7 работ бакалавров. Научные работы и публикации студентов (более 20) получили высокие оценки специалистов.


следующая страница >>