Месторождение Карлин, США – обзор

Месторождение Карлин, США – обзор

Месторождения золото-мышьяковисто-сульфидных руд штата Невада (США) образуют пояс субмередионального простирания – золотоносную провинцию. Месторождения приурочены к окремнелым богатым битуминозным веществом глинисто-известковистым толщам палеозойского возраста, большинство месторождений локализовано в силур-девонской доломитистой формации Роберт Маунтинс (Roberts Mountains Formation), которая и контролирует, в основном, положение золотоносной провинции. В тоже время провинция тяготеет к валообразному поднятию, разделявшему в палеозое области эв- и миогеосинклинального режима развития, что объясняет также многоярусное развитие джаспероидизации по доломито-известковым горизонтам и чередование углисто-глинистых и известковых фаций в пределах формации.

Рудные районы (“тренды”) в пределах провинции связаны со скрытыми разломами северо-западной ориентировки, диагональными к общему простиранию золотоносного пояса. В рудном районе (“тренде”) Карлин с 1965 по 1989 г.г. добыто более 250 т. золота. Запасы золота на месторождении Карлин цениваются в 121 т., а на месторождении Голд Кворри – 255 т. Суммарные запасы золота в известных к настоящему времени месторождениях данного рудного района составляют 2160 т. Вместе с тем достаточно высок и потенциал новых открытий. Так статистическая обработка показала, что распределение запасов золота на месторождениях рудного района подчиняется логонормальному закону. Однако “усеченный” снизу абрис кумулятивной кривой распределения запасов золота на месторождениях рудного района демонстрирует высокие перспективы прироста запасов за счет открытия новых мелких месторождений ( с запасами золота менее 7.8 т). Предполагается, что эти месторождения не были открыты ранее именно из-за своих мелких размеров.

Рудные поля в рудном районе (“тренде”) Карлин тяготеют к тектоническим окнам палеозойских карбонатных порд в кремнистых отложениях, надвинутых с запада по региональному надвигу.

Позиция месторождения Карлин внутри рудного поля определяется положением надвига Робертс Маунтинс и рудовмещающей моноклинально залегающей одноименной формацией (D-Srm), сложенной сланцеватыми алевролитистыми известняками, доломитистыми известняками и алевролитами.

Рудные тела представлены пологими согласно залегающими залежами сульфидных вкрапленных руд в литологически благоприятном горизонте (верхние 250 м формации Робертс Маунтинс) под толщей доломитистых и алевритистых известняков формации Попович (Dp), их границы определяются по данным опробования. Рудовмещающий горизонт под действием гидротермальных изменений и в результате выщелачивания карбонатовпредставлен пористыми ожелезненными глинистыми и доломитистыми алевролитами напоминающими породы нефтяных ловушек. Локальные структуры представлены крутопадающими сбросами, которые определили блоковую структуру месторождения. В различных блоках известны три рудных тела: Западное, Главное и Восточное. Изверженные породы обнажены на месторождении слабо и представлены редкими гранодиоритовыми дайками (J-K). Помимо рудных зон, на месторождении отмечены также пострудные кварцевые, баритовые и кальцитовые жилы. Вблизи рудных зон вмещающие известняки особенно интенсивно выщелочены, наблюдаются тела углеводородов (битумов) и джаспероидов.

Месторождение Голд Кворри характеризуется высокой степенью сходства с месторождением Карлин, поэтому на его примере можно рассмотреть зональность метасоматических новообразований и особенности распределения золота на месторождениях данного типа.

Рудная минерализация на Голд Кворри наиболее тесно связана с процессом окварцевания. Вслед за окварцеванием на относительно небольшой глубине от палеоповерхности произошло формирование алунита. Затем в ходе последней гипогенной стадии образовался иллит на приповерхностных уровнях и каолинит на глубине. В ходе гипергенного этапа верхняя часть месторождения до глубины 200 м подверглась глубокому окислению, сопряженному с выносом карбонатов. На Голд Кворри, как и на других месторождениях описываемого типа, отрабатываются только окисленные руды, а первичные являются упорными.

Распределение золота на Голд Кворри подтверждает рудоподводящую роль крутопадающих сбросов. Вдоль основных крутопадающих сбросов концентрируются участки богатых руд. Следующим по значению фактором локализации золота является литология вмещающих пород: более предпочтительны их пористые разности.

Руды месторождения Карлин четко разделяются на окисленные и неокисленные.
Окисленные руды состоят из тонкозернистой смеси кварца, иллита, каолинита и гидроокислов железа. В окисленных рудах преобладает тонкое (в среднем 5 мкм) свободное золото.
Неокисленные руды характеризуются обильной сульфидной вкрапленностью, а также развитыми в подчиненных количествах углеводородами (битумами), аморфным углеродом, баритом и остаточными кальцитом, доломитом и иллитом. Среди сульфидов преобладает пирит, отмечены также арсенопирит, реальгар, аурипигмент, антимонит, киноварь, сфалерит, галенит. Неокисленные руды являются упорными, что связано с субмикроскопическими размерами выделений золота (менее 0,2 мкм) и адсорбцией золота углистым веществом. Большая часть золота слагает каймы на поверхности зерен пирита и выполняет в них микротрещинки. В среднем неокисленные руды содержат 8 г/т золота, 25 г/т ртути, около 50 г/т таллия, 100 г/т сурьмы и 400 г/т мышьяка.

Последовательность минералообразования на месторождении Карлин представляется следующим образом. Ранние гидротермальные флюиды растворили кальцит и отложили кварц. В ходе главной гидротермальной стадии произошел привнос Si, Al, K, Ba, Fe, S и органического вещества, а также Au, As, Sb, Hg и Tl; отлагались кварц, пирит, глинистые калиевые минералы, продолжал вымываться кальцит. Главная стадия рудоотложения завершилась образованием баритовых жил и бурным вскипанием растворов с отделением от них летучих компонентов H₂O, CO₂ , H₂S, что привело к формированию серной кислоты на верхних уровнях месторождения и последующему интенсивному кислотному выщелачиванию и окислению близповерхностных пород. Вслед за этой гидротермальной стадией произошло повторное гипергенное окисление верхней части месторождения под действием грунтовых вод.

По данным газово-жидких включений, в ходе главной стадии температуры минералообразования составляли 175-200 o С, а соленость растворов – 2-4 вес.% Na-Cl-экв. Во время последующей стадии, когда растворы кипели, температуры достигали 275-300 o С, а соленость поднялась до 17,4 вес.% Na-Cl-экв. Физико-химические параметры минералообразования свидетельствуют о близповерхностных условиях. Глубина формирования рудных тел от уровня палеоповерхности оценивается в 300-650 м. По данным изучения изотопов водорода и кислорода, гидротермальные растворы имели метеорное происхождение. Изотопия серы гидротермальных пиритов аналогична диагенетическому пириту из нижней части палеозойского разреза, что указывает на осадочный источник серы.

Возраст оруденения на Карлине не имеет точной датировки, одноко по ряду косвенных признаков предполагается, что оно связано с термальным воздействием невскрытого интрузива миоценового возраста. Вместе с тем, огромные объемы прожилково-вкрапленной минерализации и ее приуроченность к характерной геологической формации позволяет предполагать первоначальное гидротермально-осадочное сингенетичное накопление минерализации с ее частичной регенерации в более поздние металлогенические эпохи.

Таким образом, представляется следующая модель формирования месторождения Карлин. Растворы метеорного происхождения, вовлеченные в циркуляцию под действием тепла миоценового интрузивного массива, воздействуют на глубине на материнские породы, выщелачивая изз них рудные и жильные компоненты, и мигрируют по крутопадающим сбросам вверх до благоприятного для рудоотложения горизонта, приуроченного к верхней части формации Робертс Маунтинс.

Месторождение Карлин отрабатывается открытым способом. К настоящему времени в отработку вовлечены лишь верхние уровни месторождения, на которых развиты легкообогатимые окисленные руды. Упорные неокисленные руды пока не отрабатываются. Технология обогащения включает дробление, измельчение руд и цианирование с использованием метода кучного выщелачивания.

Сланцевая революция в Китае. Сможет ли Китай повторить путь США

Китайская энергетическая компания PetroChina, дочерняя организация CNPC, на этой неделе сообщила об обнаружении новых месторождений нефти и сланцевого газа. Месторождение нефти, доказанные запасы которого составляют около 358 млн тонн, а предполагаемые – 693 млн тонн, было найдено на северо-западе Китая. Существенные залежи углеводородов также найдены на юго-западе в Сычуаньской впадине, где было разведано 740,97 млрд кубометров новых запасов сланцевого газа. Совокупные разведанные запасы газа в этом регионе составляют 1,061 трлн кубометров.

Китай прочно удерживает позиции обладателя крупнейших запасов сланцевого газа в мире. Разведанные запасы в стране составляют 31,6 трлн кубометров. На втором месте после КНР со значительным отставанием идет Аргентина с запасами чуть более 22,7 трлн. Такой объем сланцевых залежей открывает потенциал для новой сланцевой революции по примеру США, но уже на территории КНР.

Однако ряд экспертов выражают сомнения в том, что Китай сможет повторить успех Штатов в этом направлении. Ключевые китайские сланцевые месторождения, в отличие от американских, расположены в отдаленной местности, где не так просто создать всю необходимую инфраструктуру как для извлечения, так и для транспортировки сланцевого газа потребителям. Большой проблемой также является нехватка достаточного объема воды, необходимого для реализации технологии гидроразрыва пласта. В некоторых регионах наблюдается повышенная сейсмическая активность, затрудняющая деятельность.

Непосредственно в Сычуане газоносные породы находятся на большой глубине, что чревато определенными технологическими сложностями. Значительные залежи в Сычуаньской впадине расположены на глубине свыше 3,5 км ниже уровня моря, которые при текущем уровне развития добывающих технологий практически невозможно поднять на поверхность. Технология гидроразрыва пласта в данном случае оказывается бесполезной.

Китай активно работает над решением данной проблемы. Китайские университеты уже давно ведут разработки технологий, которые позволили бы эффективно добывать газ на экстремальных глубинах. Если одна из этих технологий «выстрелит», расклад сил на мировом газовом рынке кардинально поменяется, ведь крупнейший импортер газа сможет самостоятельно удовлетворить значительную часть внутреннего спроса, и может даже отправлять газ на экспорт. Последствия новой энергетической революции будут иметь глобальный характер.

Нынешние цены на газ во многом продиктовано аппетитами Китая, который активно наращивает потребление и скупает газ практически во всех уголках мира. Активный переход с угля на более экологичный газ приводит к стремительному росту потребления в стране. План развития Китая предполагает рост потребления газа на 76% в ближайшие 20 лет до 347 млрд кубометров в год.

С одной стороны, развитие сланцевых месторождений позволит КНР самостоятельно обеспечивать значительную часть растущего внутреннего спроса, но с другой, масштаб китайского рынка настолько большой, что в полное замещение всего импорта из других стран, в том числе и России, сейчас верится с трудом. Однако появление нового крупного добытчика может серьезно сказаться на ценах.

В то же время пока неизвестно, сколько в действительности у Китая уйдет времени на разработку, испытания и успешное внедрение новых технологий добычи сланцевого газа. Соединенные Штаты не одно десятилетие шли к тому, чтобы осуществить сланцевую революцию на своей территории. Путем длительных проб и ошибок, начиная с 70-х годов прошлого столетия, нефтяники искали рентабельный способ извлечения газа из сланцевых пластов. В итоге это удалось Джорджу Митчеллу, который бурил свой участок около 18 лет, прежде чем смог достичь успеха.

Так и в Китае технология добычи может появиться как в следующем году, так и в течение десятилетий. Наиболее прогрессивной является технология, получившая название «энергетический стержень». Для высвобождения газа из сланцевых пород вместо гидроразрыва предлагается использовать концентрированную ударную волну, сгенерированную за счет электрического тока. Идея технологии была позаимствована из детонатора ядерной бомбы.

Об этой технологии заговорили в январе 2019 г., однако об успешных испытаниях до сих пор ничего неизвестно. Таким образом, китайская сланцевая революция выглядит неизбежной в свете развития технологий, однако фактическое влияние на газовый рынок будет зависеть от того, в какой период времени сегодняшние вложения в исследования принесут свои плоды.

Месторождение Карлин, США – обзор

Месторождения типа Карлин.

Месторождения этого типа располагаются там, где средне- и низкотемпературные гидротермы проходят через карбонатные породы, вызывая обширные кремнистые замещения. Хорошо известные примеры представлены в западных штатах США, в континентальных странах (возможно вследствие больших скоплений известняков, обычных для континентальных границ). Также известны примеры таких месторождений и в Индонезии (Мезел на Сулавеси) и в Малазийской (Залив) андезитовой островной дуге (Sillitoe,1990).

В островодужных известняках может быть более ограниченное присутствие этих месторождений по окраинным рифам вулканических островов и, таким образом, эти рудопроявления могут создавать обманчивое впечатление перспектив разведочных работ, поскольку они содержат локальные аномалии высоких концентраций золота.

Предполагается, что в месторождениях типа Карлин химическое взаимодействие гидротерм и вмещающих пород является важным фактором, контролирующим отложение золота. Некоторые слои селективно обогащены рудной минерализацией. Рудоносные зоны окремнены, в основном, в относительно низкотемпературную фазу деятельности гидротермальной системы. Халцедон в виде яшмы и барит здесь обычны. Может встречаться флюорит. Гидротермальное брекчирование менее важный процесс, чем в большинстве эпитермальных месторождений, но часто встречается брекчия растворения. Кипение может обусловливать рудообразование, но этот процесс является второстепенным. Рудная минерализация могла контролироваться литологией вмещающих пород в совершенно неуловимой форме, по мере того, как вовлекались, как проницаемость, так и химический состав. Было доказано, что детальная корреляция рудной минерализации с осадочными фациями является полезным способом разведки в США.

Эти месторождения могут иметь очень низкие концентрации золота (средние оценки 2.5 ррм), но могут быть очень крупными по объёму руды (средний размер 5 100 000 тонн). Золото очень тонкозернистое (субмикронные частицы), которое наряду с очевидной связью с природой гидротермальных изменений, является главной причиной, затруднившей интерпретацию этих изменений в течение многих лет.

В США сильное супергенное окисление было важным процессов, происходившем в этих месторождениях. Оно не являлось обязательно присутствующим процессом, характерным для аналогичных месторождений в островодужных структурах. Недавно, по мере того, как горная добыча на месторождениях США достигла больших глубин, было определено, что супергенное окисление на этих месторождениях распространялось на более глубокие горизонты, чем это ранее предполагалось. Следовательно, наша точка зрения на первоначальную гипогенную природу месторождений изменилась. И некоторые, более старые публикации на эту тему, вводят в заблуждение. Возможно, что наша идея, нацеленная на месторождения типа Карлин в островодужных структурах, нуждается в ревизии, если учесть всё, что выше сказано.

В отличие от большинства эпитермальных медно-порфировых месторождений, эти месторождения имеют низкие концентрации полиметаллов. Месторождения часто аномальны по концентрациям As, Sb, Tl, и Hg и, которые могут служить в качестве геохимических индикаторов при разведке. Другие элементы, которые имеют повышенные концентрации (но не обязательно могут быть геохимическими индикаторами), представлены Ba, F и иногда W, Mo, Sn.

Источники:

http://www.gold.1prime.ru/Aurum79/deps/karlin.html
http://elitetrader.ru/index.php?newsid=471788
http://studbooks.net/1785325/geografiya/mestorozhdeniya_tipa_karlin