Background

geology

Известия высших учебных заведений. Геология и разведка

Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration

0016-77622618-8708

Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

10.32454/0016-7762-2020-63-4-8-22

geology-681

Research Article

ГЕОЛОГИЯ

GEOLOGY

Комплексные палеороссыпи Витватерсранда

Witwatersrand composite paleoplacers

https://orcid.org/0000-0002-7028-3662

Степанов

В. А.

Stepanov

V. A.

доктор геолого-минералогических наук, профессор

30, Северо-Восточное шоссе, г. Петропавловск-Камчатский 683002, Россиятел.: +7 (985) 440-29-64

SPIN-код: 6764-5920Адрес для переписки: кв. 159, д. 20, пр. Боголюбова, Московская обл., г. Дубна 142986, Россия

Dr. Sci. (Geol.-Min.), Prof.

30, Northeast Highway, Petropavlovsk-Kamchatsky683002, Russiatel.: +7 (985) 440-29-64SPIN: 6764-5920The address for correspondence is sq. 159, 20, Bogolyubov ave., Moscow region, Dubna 142986, Russia

vitstepanov@yandex.ru

ФГБУН «Научно-исследовательский геотехнологический центр» Дальневосточного отделения Российской академии наукРоссияScientific Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

2020

31052021

634822

2021

Степанов В.А.

Stepanov V.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/681

Введение. Расположенная в Южной Африке золотоносная провинция Витватерсранд является наиболее богатой в мире. Месторождения являются комплексными, из них наряду с золотом, серебром и ураном попутно добываются осмириды и алмазы. Генезис месторождений Витватерсранда дискуссионен. Большинство местных геологов поддерживают гипотезу наличия палеороссыпей с последующим метаморфическим преобразованием рудоносных конгломератов. Кроме того, существуют эоловая, гидротермально-осадочная, гидротермально-осадочно-метаморфическая и магматическая модели рудообразования.Цель. Установить генезис месторождений Витватерсранда.Материалы и методы. Анализ опубликованной литературы и фактических данных.Результаты. Месторождения Витватерсранда являются комплексными. Из них наряду с золотом, серебром и ураном попутно добывают осмириды и алмазы. Такой набор полезных компонентов не известен ни на одном из месторождений магматического или гидротермального генезиса. Учитывая приуроченность полезных компонентов к конгломератам, детритный характер большей части золотин и наличие разнообразных сопутствующих минералов тяжелой фракции, характерных для магматических пород кислого, основного и ультраосновного состава, гипотеза о первичной аллювиальной природе месторождений Витватерсрандской провинции выглядит наиболее обоснованной.Заключение. Фактический материал указывает на аллювиальное происхождение месторождений Витватерсранда с последующим метаморфическим преобразованием рудоносных рифов. На первичное аллювиальное формирование рудоносных конгломератов указывает приуроченность золота и урана к русловым фациям с тенденцией накопления в базальных горизонтах рифов, наличие окатанных частиц золота, несущих следы транспортировки в аллювиальных потоках, а также набор минералов тяжелой фракции шлиха, характерный для россыпей.

Background

Background. The Witwatersrand gold province located in South Africa is the richest in the world. The Witwatersrand deposits are composite, where osmirids and diamonds are mined along with gold, silver and uranium. The genesis of the Witwatersrand deposits is controversial. Most local geologists support the hypothesis of the presence of paleoplacer deposits with subsequent metamorphic transformation of ore-bearing conglomerates. In addition, there are aeolian, hydrothermal-sedimentary, hydrothermal-sedimentary-metamorphic and magmatic models of ore formation.

Aim

Aim. To establish the genesis of the Witwatersrand deposits.Materials and methods. Analysis of published literature and factual data.Results. Osmirids and diamonds are mined along with gold, silver and uranium from the composite Witwatersrand deposits. Such a set of useful components is not known in any of the deposits of magmatic or hydrothermal genesis. Considering the confinement of useful components to conglomerates, the detrital nature of most of the gold grains and the presence of various accompanying minerals in the heavy fraction, characteristic of igneous rocks of felsic, basic and ultrabasic composition, the hypothesis of the primary alluvial nature of the deposits of the Witwatersrand province looks the most reasonable.Conclusions. The factual material indicates an alluvial origin of the Witwatersrand deposits with subsequent metamorphic transformation of ore-bearing reefs. The primary alluvial formation of ore-bearing conglomerates is indicated by the confinement of gold and uranium to channel facies with a tendency to accumulate in the basal horizons of the reefs, the presence of rounded gold particles bearing the traces of transportation in alluvial flows, as well as a set of minerals in the heavy fraction of concentrate, characteristic of placers.

золотоносная провинцияроссыпьконгломератызолотосереброртутьураносмиридыалмазы

gold-bearing provinceplacerconglomeratesgoldsilvermercuryuraniumosmiridsdiamonds

References1

Баданина И.Ю., Малич К.Н., Меркле Р.К.В. и др. Химический и изотопный состав Os-содержащих сплавов и сульфидов золоторудного поля Эвандер Витватерсрандского бассейна (Южная Африка) // Литосфера. 2016. № 6. С. 129—144.

Badanina I.Yu., Malich K.N., Merkle R.K.V., et al. Himicheskij i izotopnyj sostav Os-soderzhashchih splavov i sul’fidov zolotorudnogo polya Evander Vitvatersrandskogo bassejna (Yuzhnaya Afrika) [Chemical and isotopic composition of Os-containing alloys and sulfides of the Evander gold field of the Witwatersrand basin (South Africa)] // Litosfera. 2016. No 6. P. 129—144. (In Russ.).

Безгубов А.И., Бывших Ю.И., Дементьев П.К. и др. Уран в древних конгломератах. М.: Госатомиздат, 1963. 188 с.

Bezgubov A.I., Byvshih Yu.I., Dement’ev P.K. i dr. Uran v drevnih konglomeratah [Uranium in ancient conglomerates]. Moscow: Gosatomizdat, 1963. 188 p. (In Russ.).

Долгушин С.С., Долгушин А.П. Генезис золотоурановых месторождений Витватерсранда (ЮАР) и проблема из аналогов // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Томск, 2017. С. 144—149.

Dolgushin S.S., Dolgushin A.P. Genezis zoloto-uranovyh mestorozhdenij Vitvatersranda (YuAR) i problema iz analogov [The genesis of the gold-uranium deposits of the Witwatersrand (South Africa) and the problem of analogues]// Petrologiya magmaticheskih i metamorficheskih kompleksov [Petrology of magmatic and metamorphic complexes]. Tomsk. 2017. P. 144—149. (In Russ.).

Константинов М.М. Золоторудные гиганты России и мира. М.: Научный мир. 2000. 270 с.

Konstantinov M.M. Zolotorudnye giganty Rossii i mira [Gold mining giants of Russia and the world]. Moscow: Nauchnyj mir, 2000. 270 p. (In Russ.).

Константинов М.М. Золоторудные провинции мира. М.: Научный мир. 2006. 358 с.

Konstantinov M.M. Zolotorudnye provincii mira [Gold mining giants of Russia and the world]. Moscow: Nauchnyj mir, 2006. 358 p. (In Russ.).

Косовец Т.Н. Представления о генезисе золотоурановых месторождений Витватерсранда в свете данных по изотопии серы, кислорода, углерода // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2015. №2. С. 22—33. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2015-2-22-33

Kosovets T.N. Notions of Witwatersrand gold-uranium deposits genesis in the light of sulfur, oxygen and carbon isotopic characteristics. Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration. 2015б No 2. P. 22—33. (In Russ.) https://doi.org/10.32454/0016-7762-2015-2-22-33

Кренделев Ф.П. Металлоносные конгломераты мира. Новосибирск: Наука, 1974. 237 с.

Krendelev F.P. Metallonosnye konglomeraty mira [Metal-bearing conglomerates of the world]. Novosibirsk: Nauka, 1974. 237 p. (In Russ.).

Кременецкий А.А. Южная Африка: золото, алмазы, платина // Геология — жизнь моя… Сборник очерков. Вып. 6. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001. С. 297—361.

Kremeneckij A.A. Yuzhnaya Afrika: zoloto, almazy, platina [South Africa: gold, diamonds, platinum] // Geologiya — zhizn’ moya… Sbornik ocherkov. Vyp. 6. [Geology — my life ... a collection of essays. Issue 6.] Moscow: ZAO “Geoinformmark”, 2001. P. 297—361. (In Russ.).

Маракушев А.А. Глазовская Л.И., Панеях Н.А., Маракушев С.А. Проблема происхождения ураново-золоторудного месторождения Витватерсранд. Вестн. Моск. Ун-та. 2012. Т. 4, № 3. С. 3—16.

Marakushev A.A. Glazovskaya L.I., Paneyah N.A., Marakushev S.A. Problema proiskhozhdeniya uranovo-zolotorudnogo mestorozhdeniya Vitvatersrand [The problem of the origin of the Witwatersrand uranium-gold deposit.]. Vestn. Mosk. Un-ta. 2012. T. 4, no 3. P. 3—16. (In Russ.).

Марфунин А.С. История золота. М.: Наука, 1987. 246 с.

Marfunin A.S. Istoriya zolota [The history of gold]. Moscow: Nauka, 1987. 246 p. (In Russ.).

Моисеенко В.Г., Степанов В.А., Эйриш Л.В., Мельников А.В. Платиноносность Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2004. 176 с.

Moiseenko V.G., Stepanov V.A., Ejrish L.V., Mel’nikov A.V. Platinonosnost’ Dal’nego Vostoka [Platinum-bearing Capacity of the Far East]. Vladivostok: Dal’nauka, 2004. 176 p. (In Russ.).

Нел Л.Т. Проблема генезиса уранинита в золотоносных конгломератах Южной Африки // Тр. XXI Международ. геол. конгр. М.: Мир, 1964. Вып. 3. С. 258—274.

Nel L.T. Problema genezisa uraninita v zolotonosnyh konglomeratah Yuzhnoj Afriki [The problem of the genesis of uraninite in the gold-bearing conglomerates of South Africa] // Tr. XXI Mezhdunarod. geol. kongr. [Proceedings of the XXI International. geol. congress]. Moscow: Mir, 1964. V. 3. P. 258—274. (In Russ.).

Никифорова З.С. Закономерности размещения эолового золота // Отечеств. геология. 1999. № 4. С. 24—26.

Nikiforova Z.S. Zakonomernosti razmeshcheniya eolovogo zolota [Regularities of the placement of Aeolian gold] // Otechestv. geologiya. 1999. № 4. P. 24—26. (In Russ.).

Округин В.М., Яблокова Д.А. Сравнительный анализ сульфидных сферолитов золотоносных конгломератов Витватерсранда (ЮАР) и современных гидротермальных систем Камчатки // Вестник КРАУНЦ. 2013. № 2, вып. 22. С. 196—204.

Okrugin V.M., Yablokova D.A. Sravnitel’nyj analiz sul’fidnyh sferolitov zolotonosnyh konglomeratov Vitvatersranda (YuAR) i sovremennyh gidrotermal’nyh sistem Kamchatki [Comparative analysis of sulfide spherulites of gold-bearing conglomerates of the Witwatersrand (South Africa) and modern hydrothermal systems of Kamchatka] // Vestnik KRAUNC. 2013. No 2, Vol. 22. P. 196—204. (In Russ.).

Портнов А.М. О возможном гипогенном происхождении конгломератов Витватерсранда // Докл. АН. 1978. Т. 239, № 3. С. 664—667.

Portnov A.M. O vozmozhnom gipogennom proiskhozhdenii konglomeratov Vitvatersranda [On the possible hypogenic origin of the Witwatersrand conglomerates] //Dokl. AN. 1978. T. 239, № 3. P. 664—667. (In Russ.).

Сафонов Ю.Г., Прокофьев В.Ю. Модель конседиментационного гидротермального образования золотоносных рифов бассейна Витватерсранда // Геология рудных месторождений. 2006. Т. 48, № 6. С. 475—511.

Safonov Yu.G., Prokof’ev V.Yu. Model’ konsedimentacionnogo gidrotermal’nogo obrazovaniya zolotonosnyh Rifov bassejna Vitvatersranda [Model of consedimentary hydrothermal formation of gold-bearing reefs of the Witwatersrand basin] // Geologiya rudnyh mestorozhdenij. 2006. T. 48, № 6. P. 475—511. (In Russ.).

Степанов В.А. Геология золота, серебра и ртути. Часть 2. Золото и ртуть Приамурской провинции. Владивосток: Дальнаука, 2000. 161 с.

Stepanov V.A. Geologiya zolota, serebra i rtuti. Chast’ 2. Zoloto i rtut’ Priamurskoj provincii [Geology of gold, silver and mercury. Part 2. Gold and mercury of the Amur province]. Vladivostok: Dal’nauka, 2000. 161 p. (In Russ.).

Степанов В.А., Моисеенко В.Г. Геология золота, серебра и ртути. Часть 1. Золото-ртутные месторождения. Владивосток: Дальнаука, 1993. 228 с.

Stepanov V.A., Moiseenko V.G. Geologiya zolota, serebra i rtuti. Chast’ 1. Zoloto-rtutnye mestorozhdeniya [Geology of gold, silver and mercury. Part 1. Gold and mercury deposits]. Vladivostok: Dal’nauka, 1993. 228 p. (In Russ.).

Шило Н.А. Витватерсранд и проблема рудообразования // Записки Горного института. 2008. Т. 176. С. 7—19.

Shilo N.A. Vitvatersrand i problema rudoobrazovaniya [Witwatersrand and the problem of ore formation]//Zapiski Gornogo instituta. 2008. T. 176. P. 7—19. (In Russ.).

Шило Н.А., Захарова М.Е. Природа пиритовых образований из отложений Витватерсранда // Геол. рудн. месторождений. 1986. № 2. С. 85—89.

Shilo N.A., Zaharova M.E. Priroda piritovyh obrazovanij iz otlozhenij Vitvatersranda [The nature of pyrite formations from the Witwatersrand deposits] // Geol. rudn. m-nij. 1986. No 2. P. 85—89. (In Russ.).

Шумская Н.И. Условия образования пиритов месторождения Витватерсранд в Южной Африке и место золотого оруденение // Отечеств. геология. 1998. № 3. С. 64—67.

Shumskaya N.I. Usloviya obrazovaniya piritov mestorozhdeniya Vitvatersrand v Yuzhnoj Afrike i mesto zolotogo oruleneniya [Conditions of formation of pyrites of the Witwatersrand deposit in South Africa and the place of gold mineralization] // Otechestv. geologiya. 1998. No 3. P. 64—67. (In Russ.).

Щеглов А.Д. О кварце «Балейского типа» из золоторудных конгломератов Витватерсранда (ЮАР) // Докл. РАН. 1995. Т. 340. № 5. С. 521—524.

Shcheglov A.D. O kvarce «Balejskogo tipa» iz zolotorudnyh konglomeratov Vitvatersranda (YuAR) [About the “Baley type” quartz from the Witwatersrand gold conglomerates (South Africa)] // Dokl. RAN. 1995. T. 340. No 5. P. 521—524. (In Russ.).

Bainbridge K.T., Nier A.O. Relative isotopic abundances of the elements // Prelim Report Nuclear Ser. Washington, 1950, No 9. 60 p.

Bainbridge K.T., Nier A.O. Relative isotopic abundances of the elements // Prelim Report Nuclear Ser. Washington, 1950, № 9. 60 p.

England G.L., Rasmussen B., Krapez B., Groves D.J. Paleoenvironmental significance of rounded pyrite in siliciclastic seguences of the Late Archaean Witwatersrand Basin: oxygen — deficient atmosphere or hydrotermal alteration // Sedimentology, 2002. No 49. P. 1133—1156.

Frimmel H.E., Minter W.E.L. Recent development sconcerning the geological history and genesis of the Witwatersrand gold deposits, South Africa // Soc. Econ. Geologists. Spec. Publ. 2002. Vol. 9. P. 17—45.

Frimmel H.E., Minter W.E.L. Recent developments concerning the geological history and genesis of the Witwatersrand gold deposits, South Africa // Soc. Econ. Geologists. Spec. Publ. 2002. Vol. 9. P. 17—45.

Hallbauer D.K. Witwatersrand Gold Deposits. Their genesis in the light of morphological studies // Gold Bulletin. 1978. Vol. 11. P. 18—23.

Hallbauer D.K., Utter T. Geochemical and morphological characteristics of gold particles from recent river deposits and the fossil placers of the Witwatersrand // Mineralium Deposita. 1977. Vol. 12. P. 293—306.

Harris D.C., Cabri L.J. Nomenclature of platinumgroup-elementalloys: review and revision // Canad. Mineral. 1991, No 29. P. 231—237.

Harris D.C., Cabri L.J. Nomenclature of platinumgroup-elementalloys: review and revision // Canad. Mineral. 1991, 29, 231—237.

Hutchinson R.W., Vilijoen R.P. Re-evaluation of gold source in Witwatersrand ores // S. Afr. Geol. 1988. No 91(2). P. 157—173.

Liebenberg W.R. The occurrence and origin of gold and radioactive minerals in the Witwatersrand System, the Dominion Reef, the Ventersdorp Contact Reef and the Black Reef // Trans Geol. Sjc. South. Afr. 1955. Vol. 58. P. 101—223.

Macadam P. The distribution of the gold and carbon in the Witwatersrand Bankets Reef // Ann., Trans. Geol. Soc. Africa. 1931. Vol. 34. P. 21—32.

Minter W.E.L., Goedhart M., Knight J., Frimmel H.E. Morphology of Witwatersrand gold grains from the Basal reef: Evidence for their detrital origin // Econ. Geol. 1993. Vol. 88, No 2. P. 237—248.

Minter W.E.L., Goedhart M., Knight J., Frimmel H.E. Morphology of Witwatersrand gold grains from the Basal reef: Evidence for their detrital origin // Econ. Geol, 1993. Vol. 88, No 2. P. 237—248.

Oberphur T., Saager R. Silver and mercury in gold particls from proterozoic Witwatersrand placer deposits of South Africa: metallogenic and geochemical implications // Econ. Geol. 1986. Vol. 81, No 1. P. 20—31.

Pretorius D.A. The geology of Central Rand goldfield // The geology of some ore deposits in S. Africa. — Johannesburg: Geol. Society of S. Africa. 1964. Vol. 1. P. 63—108.

Pretorius D.A. The nature of the Witwatersrand golduranium deposits // Handbook of strata-bound and stratiform ore deposits. Editor K.H. Wolf. AmsterdamOxford-New York: Sci. Publ. Co. 1976. Vol. 7, No 2. P. 29—88.

Raal F.A. A study of some gold mine diamonds // Amer. Mineralogist. 1969. Vol. 54, No 1—2. P. 292—295.

Raal F.A. A study of some gold mine diamonds // Amer. Mineralogist. 1969. Vol. 54, no 1—2. P. 292—295.

Ramdohr P. New observation the ores of the Witwatersrand in South Africa and their genetic significance // Geol. Soc. of S. Africa. 1958. No 71. P. 67—100.

Ramdohr P. New observation the ores of the Witwatersrand in South Africa and their genetic significance // Geol. Soc. Of S. Africa. 1958. No 71. P. 67—100.

Reid A.M. Composition of gold grains in the Vaal Placer, South Africa // Mineralium deposita. 1988. Vol. 23. P. 211—217.

Reid A.M. Composition of gold grains in the Vaal Placer, South Africa // Mineralium deposita, 1988. Vol. 23. P. 211—217.

Robb L.J., Meyer F.M. The Witwatersrand Basin, South Africa: Geologic framework and mineralization processes // Ore Geology Reviews. 1995. Vol. 10. P. 67—94.

Saager R. The relationship of silver and gold in Basal Reef of the Witwatersrand system, Africa // Mineral deposita. 1969. Vol. 4, No 2. P. 93—113.

Saager R. The relationship of silver and gold in Basal Reef of the Witwatersrand system, Africa // Mineral deposita. 1969. Vol. 4, No 2.

Schidlovski M. The gold fraction of the Witwatersrand conglomerates from the Orange Free State goldfield (South Africa) // Mineralium Deposita. 1968. Vol. 3. P. 344—363.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.