Application of Earth Remote Sensing Materials to Refine the Localization of Gold Deposits within the Novogodnenskoye Ore Field in the Polar Urals

Толық мәтін

ВВЕДЕНИЕ

Материалы дистанционного зондирования позволяют проводить независимую оценку пространственного местоположения основных структурных элементов, выявленных на основании геологической съемки, в ряде случаев с их помощью можно выявить дизъюнктивы, не отображенные на геологической карте. Космическая съемка высокого разрешения использована для детализации структурной позиции месторождений Новогодненского рудного поля Полярного Урала. Полигенная природа золоторудных объектов предопределила комплексный подход к изучению рудоконтролирующих структур на исследуемой территории на основе геолого-геофизических и космических данных. Дешифрирование на среднемасштабном уровне осуществлялось на основе космической съемки Landsat-7; на крупномасштабном и детальном уровне – с помощью многозональной космической съемки Канопус-ПСС (виток 22059, включение 4; виток 24068, включение 4) и Ресурс-П (виток 2075, включение 2). Материалы космической съемки и геолого-геофизические карты представлены в среде ArcGIS ver. 10, обработка космоданных проводилось с помощью программных средств ENVI и Adobe Photoshop.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА РАБОТ

В строении Новогодненского района (рис. 1) участвуют структурно-вещественные комплексы раннепротерозойского, рифейско-раннекембрийского, позднекембрийско-пермского, мезозойского структурных этажей (Государственная…, 2014). Центральную часть исследуемого района занимает Северо-Войкарский блок и Няровечская пластина. Эти образования надвинуты на метаморфиты Харбейского мегаблока по зоне Главного Уральского надвига с образованием тектонического меланжа. Няровечская пластина сложена магматическими формациями, сменяющими друг друга от лежачего бока к висячему: дунит-гарцбургитовая (райизско-войкарский комплекс) и дунит-клинопироксенит-габбровая (кэршорский комплекс). Северо-Войкарский блок сложен преимущественно магматитами собского и конгорского полифазных комплексов. Преобладают кварцевые диориты собского комплекса, морфология кровли и подошвы которого определяет внутреннюю структуру блока. В состав блока входит Тоупугольская палеовулканическая структура. Южная часть Новогодненского района перекрыта мезозойским плитным чехлом.

 

Рис. 1. Новогодненский район. Геологическая карта масштаба 1:200 000. а – условные обозначения к рисунку 1.

 

а

 

В пределах исследуемого района выделяются дизъюнктивные структуры первого (Главный Уральский надвиг) и второго (Евъёганский, Межханмейский, Тоупугольский, Приобский и др.) ранга. Разломы второго ранга подразделяются на северо-западные, субмеридиональные, северо-восточные и субширотные. Разломы северо-западного и северо-восточного направлений были заложены в допалеозойское время и активизированы в мезозое (Государственная…, 2014). Их отличительная особенность – протяженность и прямолинейность в плане, секущий характер по отношению к границам структурно-формационных зон. В плане это зоны шириной от нескольких десятков до сотен метров со сложным внутренним строением. Тоупугольскую палеовулканическую структуру контролируют северо-восточные, северо-западные и субширотные разломы сдвиго-сбросовой морфологии с достаточно крутыми падениями сместителей (55°–75°). Они представлены как системой одиночных швов, так и зонами повышенной трещиноватости с глинкой трения и элементами милонитизации. Дизъюнктивы более высоких порядков имеют различную направленность и представлены сбросами, сдвигами, надвигами либо их комбинациями. Они совместно со структурами первого и второго порядков создают исключительно сложный блоковый рисунок. Как правило, эти структуры сопровождаются зонами дробления, катаклаза и рассланцевания.

Современное тектоническое строение района определилось развитием мезозойской блоковой тектоники, наложенной на палеозойские и более древние структуры. Примером крупных разломов активизационной природы могут служить Приобские разломы северо-западного простирания. Для них характерны сбросо-сдвиговые деформации и отмечается связь с неотектоническими дислокациями. Расположенное в пределах Тоупугольской палеовулканической структуры Новогодненское рудное поле соответствует тектоническому блоку в пределах периферической интрузив-надинтрузивной зоны крупного батолитоподобного массива гранитоидов собского комплекса, прорванного более поздними интрузивными образованиями конгорского и малоханмейского комплексов (Волчков и др., 2001). Согласно (Викентьев, Иванова и др., 2021), рудное поле (~8 км²) представляет собой локальное вулкано-тектоническое поднятие, осложняющее вулкано-тектоническую депрессию, и приурочено к пересечению зон разломов субмеридионального, северо-восточного и северо-западного простираний, которые ограничивают его и контролируют позицию золоторудных месторождений и проявлений.

Согласно имеющимся представлениям (Викентьев и др., 2021; Волчков и др., 2001), Новогодненское золоторудное поле формировалось в несколько этапов. На раннем островодужном этапе происходило накопление вулканогенно-осадочных отложений тоупугольской толщи (S_1–2tp). К прослоям тонкообломочных пород флишоидных ритмов тоупугольской толщи приурочена стратиморфная сульфидная (пирит) минерализация. Затем была сформирована существенно осадочная (конгломераты, гравелиты, алевропесчаники, известняки) тоупуголъегартская толща (D_1–2tg). Эти породы прорваны многофазными интрузиями габбро-диорит-гранодиоритового собского комплекса (D_1–2s), становление которого завершилось серией даек диоритовых порфиритов и плагиогранит-порфиров. На завершающем этапе были сформированы монцогаббро-граносиенитовый конгорский комплекс (D_2–3kn) и дайки габбро-долеритов малоханмейского (мусюрского) комплекса (P-T?m).

В рудном поле выделяются два месторождения и ряд рудопроявлений. Месторождение Новогоднее-Монто локализовано в контактовой зоне Новогодненского штока диоритовых порфиритов собского комплекса. Во вмещающих породах наряду с пропилитизацией развиты ороговикование, мраморизация и скарны с эпидот-гранат-магнетитовой минерализацией. Определяющее значение в локализации золото-скарнового оруденения приобретает присутствие горизонтов карбонат-содержащих пород и пачек их переслаивания с лавами и пирокластикой основного состава. С магнетитовыми телами сопряжены участки развития золото-магнетит-сульфидного минерального комплекса. Золоторудные тела характеризуются сложной гнездо- и линзообразной морфологией, их контуры совпадают с участками повышенной (первые проценты) сульфидизации магнетитовых скарновых тел. На месторождении Новогоднее-Монто выделяются два основных типа руд: I – золотосодержащий сульфидно-магнетитовый скарновый; II – золото-сульфидно-кварцевый жильно-прожилково-вкрапленный. Главными рудными минералами месторождения являются пирит, магнетит, гематит, халькопирит и сфалерит.

Минерализованные зоны месторождения Петропавловское представляют собой тяготеющие к апикальным частям интрузий порфировых диоритов линейно-штокверковые тела прожилково-вкрапленных руд. В осевых частях последних локализуются жильно-прожилковые тела богатых золотом руд. На флангах штокверка, вне центральной части месторождения, установлена жильная золото-полиметально-кварцевая минерализация (Викентьев, Мансуров и др., 2017). Характер распределения золота определяется пересечениями зон субмеридионального (север-северо-западного, север-северо-восточного) и субширотного (восток-северо-восточного) направления. Главное субмеридиональное направление концентрационных зон золоторудной минерализации согласуется в плане с преобладающим простиранием тел диоритовых порфиритов собского комплекса; максимумы содержаний золота тяготеют к экзоконтактовым частям гипабиссальных образований. Субширотное направление совпадает в плане с ориентацией жильно-прожилковых зон кварц-карбонатного состава. Основная продуктивная золото-сульфидная ассоциация (пирит + халькопирит + сфалерит + пирротин) приурочена к хлорит-альбитовым и альбит-кварцевым метасоматитам.

Золотое оруденение Новогодненского рудного поля имеет полигенный и полихронный характер (Григорьев и др., 2003; Черняев и др., 2005). Скарново-магнетитовые руды месторождения Новогоднее-Монто сформировались при внедрении диоритоидов главной фазы собского комплекса, золото-порфировые крупнообъемные штокверки Петропавловского месторождения связаны с кварцевыми диорит-порфиритами и плагиогранит-порфирами поздней фазы собского комплекса. Березитизация значительно проявлена на Петропавловском месторождении, а для месторождения Новогоднее-Монто характерно распространение ассоциации скарнового типа (магнетит-пиритовая, золото-сульфидно-магнетитовая) и кварцево-жильной с комплексом медных минералов (халькопирит, борнит). Для золотоносных ассоциаций руд месторождения Петропавловское характерно присутствие теллуридов золота и серебра в виде мельчайших включений в главном минерале руд – пирите, тогда как теллуридная минерализация на месторождении Новогоднее-Монто проявлена незначительно.

Предшествующие исследования по дистанционному зондированию района работ с помощью космической съемки Landsat (Викентьев, Мансуров и др., 2017; Иванова и др., 2019; Иванова, Выхристенко и др., 2021) позволили выделить в пределах Новогодненского палеовулкана кольцевые, дуговые и радиальные элементы. Дешифрируемые радиальные зоны разломов протяженностью ~15 км соответствуют разломам фундамента, более мелкие линейные зоны связаны с разломами северо-восточного и северо-западного направлений. Отмечается, что первостепенное значение в рудолокализации играли крупные кольцевые морфоструктуры, реконструированные в качестве корневых частей длительно развивавшихся стратовулканов. Показано, что перспективные на золото площади могут быть выражены при космической съемке контрастными проявлениями индексов оксида железа (Викентьев, Иванова и др., 2021).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Дешифрирование структур Новогодненского района (рис. 2) выявило ряд существенных различий с результатами геологической съемки. С одной стороны, пространственное положение Главного Уральского надвига и Приобских разломов по данным космодешифрирования и геокартирования в существенной степени совпадает, за исключением сдвиговых деформаций Главного Уральского надвига по разломам северо-западного простирания. Вместе с тем, в строении Северо-Войкарского блока, образованного магматитами собского и конгорского комплексов, а также ордовик-силурийскими вулканогенными образованиями по данным космодешифрирования выявлен ряд новых элементов: большим развитием пользуются кольцевые структуры второго ранга (2–5 км); не наблюдается сквозного трассирования Евъёганского разлома через Тоупугольскую палеовулканическую структуру, в пределах которой отдешифрированы разломы восток-северо-восточного простирания; установлены многочисленные дуговые разломы, развитые в поле развития магматитов собского комплекса. По данным космодешифрирования на площади, относимой к Тоупугольской палеовулканической структуре, можно выделить две кольцевые структуры, одна из которых сложена образованиями тоупугольской толщи (в северной части этой структуры расположено Новогодненское рудное поле), а другая представлена вулканогенно-осадочными образованиями соколинской и ханмейшорской толщ и магматитами преимущественно собского комплекса.

 

Рис. 2. Новогодненский район. Результаты дешифрирования съемки Landsat‑7.

 

В магнитном поле эти две кольцевые структуры, обозначим их как Петропавловская и Ханмейшорская, существенно различаются. Значения магнитного поля Петропавловской структуры варьируют в пределах +50 ÷ +200 нТл (рис. 3), к этой структуре относятся 80 % золоторудных объектов, включая месторождения Петропавловское и Новогоднее-Монто. Ханмейшорская кольцевая структура расположена в области отрицательных значений магнитного поля, только в южной ее части, где развиты вулканиты соколинской свиты, отмечены положительные значения магнитного поля. Гравитационное поле в узком интервале значений +30 ÷ +35 мГал отличает более 90 % золоторудных объектов исследуемой площади (рис. 4). Петропавловская и Ханмейшорская кольцевые структуры характеризуются значениями гравитационного поля +25 ÷ +40 мГал.

 

Рис. 3. Новогодненский район. Карта аномального магнитного поля масштаба 1:500 000.

 

Рис. 4. Новогодненский район. Карта гравиметрических аномалий масштаба 1:500 000.

 

Детализация Новогодненской площади (рис. 5) с месторождениями Новогоднее-Монто и Петропавловское позволяет рассматривать Тоупугольский разлом как дуговую структуру, ограничивающую с запада выявленную при космодешифрировании Петропавловскую кольцевую структуру, в пределах которой расположено Новогодненское рудное поле.

 

Рис. 5. Площадь детализации Новогодненская. Результаты дешифрирования съемки Канопус-ПСС маршрут № 24068_04 (5 июня 2022 г.)

 

По геологическим данным (Геологическая…, 2014), золото-сульфидно-кварцевые зоны месторождения Новогоднее-Монто представляют собой в структурном плане единую полосу север-северо-западного направления протяженностью 400 м. Характер распространения минерализации в них свидетельствует о ее формировании в условиях малоамплитудных правосдвиговых деформаций по основной структуре с развитием системы оперяющих субмеридиональных трещин отрыва. Падение зон крутое северо-восточное. Золоторудная зона месторождения Петропавловское приурочена к субмеридиональному Новогодненскому разлому. Центральная часть зоны длиной 1100–1200 м и шириной до 150–200 м представляет собой субвертикальную штокверковую зону в гидротермально измененных вулканогенных и вулканогеннно-осадочных породах и прорывающих их гранодиоритах. В пределах Новогодненского рудного поля (рис. 6, рис. 7) приоритетными являются дизъюнктивы субмеридионального и восток-северо-восточного простирания, вместе формирующие блоковое строение рудного поля. Северный фланг месторождения Петропавловское представляет собой наиболее перспективный участок для постановки разведочных работ.

 

Рис. 6. Новогодненское рудное поле. Космическая съемка Канопус-ПСС маршрут № 22059_04 (6 июля 2021 г.).

 

Рис. 7. Новогодненское рудное поле. Космическая съемка Ресурс-П маршрут № 2075_2 (19 августа 2015 г.).

 

ВЫВОДЫ

Применение космической съемки высокого разрешения позволило детализировать структурные особенности Новогодненского района. В результате космодешифрирования установлены линейные, дуговые и кольцевые структуры первого (6–12 км) и второго (2–5 км) ранга, сформированные на рифейско-раннекембрийском, позднекембрийско-пермском и мезозойском этапах. Определены диапазоны значений магнитного и гравитационного полей благоприятные для локализации золотого оруденения. Выявлена определяющая роль дизъюнктивов субмеридионального и северо-восточного направления при формировании блокового строения Новогодненского рудного поля. В качестве первоочередного для постановки разведочных работ предложен участок на северном фланге Петропавловского месторождения.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена по теме Госзадания № 122040300015-6.

Авторлар туралы

G. Milovsky

Scientific Geoinformation Center of the Russian Academy of Sciences (NGIC RAS)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: oregas@mail.ru
Ресей, Moscow

A. Aparin

Scientific Geoinformation Center of the Russian Academy of Sciences (NGIC RAS)

Email: oregas@mail.ru
Ресей, Moscow

A. Ibragimov

Scientific Geoinformation Center of the Russian Academy of Sciences (NGIC RAS)

Email: oregas@mail.ru
Ресей, Moscow

E. Tyukova

Scientific Geoinformation Center of the Russian Academy of Sciences (NGIC RAS); Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: oregas@mail.ru
Ресей, Moscow; Moscow

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар