АНАЛИЗ ГОРНЫХ МАССИВОВ ЗОЛОТОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ РЕСПУБЛИКИ БУРУНДИ

Республика Бурунди, расположенная в восточно-центральной Африке, является частью Восточно-Африканского рифта и характеризуется сложным геологическим строением, представленным докембрийскими кристаллическими щитами и более молодыми осадочными формациями. Регион издревле известен своими минеральными ресурсами, среди которых золото занимает особое место. Несмотря на наличие многочисленных свидетельств кустарной добычи золота, систематическое изучение и анализ золотоносных провинций остаются недостаточными. Горные массивы Бурунди, являющиеся результатом длительных тектонических процессов, играют ключевую роль в формировании и локализации месторождений полезных ископаемых, включая золото.

Добыча золота представляет собой значимый аспект экономики и недропользования страны. Люди начали добывать этот драгоценный металл ещё до нашей эры, и на протяжении многих тысячелетий он являлся главным мерилом состоятельности и богатства человека и государства. В XXI веке золотодобыча ведётся во многих странах мира. Одним из крупнейших мест добычи стал африканский континент. Месторождения золота Африки содержат в себе огромные запасы высококачественного металла, что позволяет странам материка обеспечивать как внутренний рынок, так и торговать ценным ресурсом на мировом рынке. Бурунди является одной из этих стран. На территории страны есть горные массивы, где ведётся интенсивная добыча золота

В рамках нашего исследования мы расширили поисковые работы, чтобы провести анализ обширной части массива, где могут находиться месторождения золота. Для этого были изучены геологические характеристики ландшафта Республика Бурунди в пространстве и во времени. Были выбраны территории для обследования и отобраны пробы для определения химических элементов и минералов, связанных с золотом. Целью данного исследования является всесторонний анализ горных массивов золотоносной провинции Бурунди для выявления их геолого-структурных и геохимических особенностей, определения содержания химических элементов, идентификации минералов, разработки классификационных принципов для оценки перспективности участков и оценки потенциала для локализации золотого оруденения.

На рисунке 1 представлена обзорная схема месторождений Бурунди на схеме Африки.

Рисунок 1 - Обзорная схема месторождений Бурунди на схеме Африки

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.1

В исследовании анализировались образцы горных пород из золотоносных провинций Республики Бурунди с использованием методов энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), рентгенофлуоресцентного и микрорентгенофлуоресцентного анализа для определения содержания химических элементов и анализа геохимического состава руд. Основное внимание уделялось распределению элементов и геохимическим характеристикам пород в золотоносных районах. Используемые методы включали геохимический анализ образцов горных пород, изучение особенностей руд и связанных с ними полезных ископаемых. Проводилась оценка пространственного распределения содержания элементов в минералах для определения запасов и качества руды, химический анализ образцов из золотоносных массивов и определение других элементов.

Территорию Республики Бурунди в основном занимает плоскогорье (1500-2000 м), поднимающееся к западу до 2500 м (высшая точка — 2670 м), где оно обрывается у озера Танганьика. В этом районе рельеф представляет собой холмистое глыбовое плоскогорье, ступенчато понижающееся с запада на восток от высоты 2100 м до 1400 м. На западной части образуется крутой склон в виде меридионального горного хребта высотой до 2684 м – это высшая точка Бурунди. По характеристике пород, большая часть территории страны покрыта образованиями докембрийского возраста (> 570 миллионов лет). К кайнозойскому возрасту относятся самые последние породы, представленные аллювиальными отложениями равнины Имбо и базальтовыми отложениями. Докембрийский геологический период состоит из трех основных комплексов пород: архейского, бурундийского и малагаразийского

Рисунок 2 - Схема месторождения с точками пробоотбора

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.2

Почвенно-геохимические исследования проведены на территории бурундийского комплекса пород, расположенного в горных массивах золотоносной части страны, конкретно в провинции Чибитоке (Джангве) на северо-западе Бурунди, в провинции Каянзе (Мюнеге), в провинции Муйинга (Масака IV) на востоке, в провинции Чанкузо (Кайги, Маханго) и в провинции Руйиги (в нескольких населённых пунктах) в центральной части. Установлено, что наиболее перспективные с точки зрения золотоносности горные массивы сложены преимущественно метаморфическими породами докембрийского возраста (сланцы, гнейсы, амфиболиты, кварциты) и прорваны более молодыми интрузиями гранитоидов. Золотое оруденение часто приурочено к зонам сдвигов, крутопадающих разломов и контактов между различными литологическими комплексами, особенно в районах развития кварцевых жил

[25]

. На основе комплексного анализа и геологических данных, были выделены несколько зон, характеризующихся повышенной перспективностью на золотоносность. Эти зоны отличаются сочетанием высокой плотности разрывных нарушений, наличием благоприятных литологических ассоциаций и геохимических аномалий, подтвержденных на локальном уровне. Например, определенные сегменты горного хребта Руйиги показывают значительный потенциал. Всего отобраны 34 пробы горной породы на глубинах 5-6 м. Точки наблюдения и населённые пункты, где проводилось опробование пород, почв и грунтов, отражены на рисунке 2. Горные породы — природные минеральные агрегаты с более или менее постоянным минеральным составом, слагающие земную кору. Они образуются в результате естественных физико-химических процессов в земной коре и прилегающих к ней оболочках

[14]

. Горные породы представляют собой природный агрегат одного или нескольких минералов либо скопление минеральных обломков

[15]

.

В ходе полевых наблюдений был применен штуфный подход, который представляется более предпочтительным при изучении поведения химических элементов в пробах горных пород. Пробы отбирали из оруденелых разновидностей пород на территории Бурунди путём отбора серии сколков с площади, как правило, не превышающей 1 кв. м (рис. 3). Материал пробы дробился при помощи молотка до размерности обломков не более 70 мм. Общий вес штуфной пробы составлял от 0,5 до 2 кг. Отбор сколков производился таким образом, чтобы состав штуфной пробы характеризовал средний состав оруденения. Каждая штуфная проба обязательно сопровождалась образцом, шлифом, аншлифом. Образцы почвы были высушены на воздухе при комнатной температуре и просеяны через сито с диаметром ячеек 0,25 мм. Общее валовое содержание микроэлементов и оксидов в почвах определено рентгенофлуоресцентным методом, а с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии установлены содержание твёрдого вещества и получены сканирующие изображения.

Рисунок 3 - Процесс работы во время пробоотбора

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.3

Результаты определения химических элементов представлены в таблицах 1 и 2. На основе этих полученных данных был выполнен пересчет химического состава с идентификацией минералов для каждого объекта. Данные по оксидам позволили идентифицировать минералы, которые представлены в таблице 2 ниже. Идентификация минералов производилась по формуле для определения содержания минерала в сырье.

Для расчёта минералогического состава с данными оксидами мы использовали следующую формулу:

[минерал] — содержание определенного минерала в сырье, в.ч.;

mo — содержание в сырье одного из оксидов, входящих в состав определяемого минерала;

В таблице №1 представлены результаты определения микроэлементов. Всего рассмотрено 14 элементов, которые разделены на 4 группы: 1) S, Cl и Rb — группа щелочных элементов; 2) Sr и Ba — щёлочно-земельные; 3) Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As и Pb — группа тяжёлых металлов; и 4) V и Zr — группа редких металлов. Наибольшая концентрация обнаружена у мышьяка с долей 3154,3 мг/кг в точке 2 (провинция Руйиги, Гисора). Элементы S, Co, Sr и Zr присутствуют в значительных количествах во всех образцах. На содержания микроэлементов отражены характеристики столбцов каждого элемента. На рисунке 4 видно, что самый высокий столбец соответствует мышьяку в точках 2 и 10 (также в Руйиги, в городе Мугеге). Также наблюдается, что среди наиболее распространённых элементов стронций демонстрирует высокий пик (2493,07 мг/кг) в точке 5 провинции Чибитоке (Джангве) и точке 8 там же с долей 2285,95 мг/кг. Можно предположить, что высокое содержание этого элемента, вероятно, указывает на наличие магматических минералов или золота в этих объектах.

В научной публикации Анастасии Борисовой указано, что важными индикаторами, помимо высокого содержания Sr и радиогенного отношения Sr;Sr, а также повышенных концентраций Ba, Co, Cr, Cu, V, Zn и Zr в магматических минералах и связанных с ними стёклах, являются перекристаллизованный и остаточный метаморфический сфен, кварц, гранат и апатит. Эти фазы предсказываются при моделировании риолитовых расплавов или с помощью симулятора магматической камеры в процессе плавления вмещающих пород, а также при ассимиляции остаточного метастабильного кальцита и волластонита известково-силикатных кор. Таким образом, неравновесный процесс ассимиляции известково-силикатной коры может быть хорошо смоделирован экспериментами по растворению и термодинамическим моделированием с использованием риолитовых расплавов или симулятора магматической камеры. Скорость ассимиляции известково-силикатных пород земной коры до сих пор остаётся неограниченной ввиду отсутствия адекватных высокотемпературных кинетических экспериментов во временных рядах. Также предполагается, что скорость ассимиляции коры контролируется диффузией Si–Al и связанной с ней конвекцией в водно-силикатном слое магмы

Для построения карт распределения химических элементов и содержания микроэлементов была использована программа Excel (рис. 4). Результаты картирования химических элементов отображают распределение металлов на территории Республики Бурунди, что удобно для идентификации минералов в пробах. Содержание макроэлементов представлено в следующих соотношениях: Sr, Zr, As, S и небольшое количество Cl, Cr, Pb, V и др. Полученные концентрации металлов были переведены из мг/кг в проценты и объединены с данными по оксидам для удобства идентификации минералов в пробах

В результате геохимических исследований было установлено, что в исследуемых абразивах присутствуют высокие концентрации стронция (Sr), циркония (Zr), мышьяка (As) и серы (S), которые широко распространены и имеют промышленное значение. Высокие концентрации этих элементов обусловлены гипергенетическими окислительными процессами. Полученные результаты могут быть использованы для прогностических и поисковых исследований.

Исследование горных массивов в золотоносных районах Республики Бурунди подтверждает гипотезу о ведущей роли тектонических структур в контроле золотого оруденения

Важно отметить, что многие золотоносные проявления в Бурунди относятся к гидротермально-кварцевому типу и тесно связаны с зонами разломов и сдвигов, что хорошо согласуется с данными дистанционного зондирования

Рисунок 4 - Содержание микроэлементов

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.5

В таблице 2 представлены результаты определения оксидов и содержание минералов в каждой пробе, полученные при расчёте и идентификации. Наиболее распространёнными оксидами в пробах являются SiO₂, Fe₂O₃ и Al₂O₃. Наибольшие значения составляют 85,56% для SiO₂ в точке 11 (Руйиги — Мигеге), оксида железа с долей 21,79% также в провинции Руйиги (Русенко) и оксида алюминия там же в Руйиги (Гисора) — 19,04%. В наблюдаемых значениях отметим, что сумма оксидов для каждого образца не достигает 100%. Это связано, в том числе, с потерей воды при плавлении материалов с температурой 1100 °C в метаборате лития. В результатах по микроэлементам заметно, что Sr обнаружен во всех пробах, и самая высокая его концентрация наблюдается в точке 8. Этот факт объясняется тем, что при плавлении материалов происходит значительная потеря воды и изменение объёмной массы. Следовательно, низкая суммарность оксидов в пробе точки 8, то есть Чибитоке (39,23%) по отношению к другим образцам, является закономерной.

Результаты расчёта минерального состава на основе данных по оксидам позволили идентифицировать пять минералов (см. табл. 2). Наиболее распространёнными во всех пробах являются ортоклаз, полевой шпат и кварц. Наибольшая концентрация ортоклаза обнаружена в точке 5, полевого шпата — в точке 9, а кварца — в точке 11. Значительное количество каолинита выявлено в провинции Руйиги в точках 2 и 10, тогда как альбит отмечается в Мамба (Муйинга) в точке 9 и в Руйиги (точки 7 и 11). Таким образом, в провинции Руйиги обнаружены все минералы, причём точка 11 характеризуется их наибольшим накоплением. Исходя из содержания кварца, можно предположить, что в провинциях Руйиги и Муйинга возможно наличие золота.

Рентгенофлуоресцентный метод не позволил непосредственно обнаружить золото в пробах горных пород, однако были найдены признаки присутствия этого металла. Поэтому предлагается использовать метод энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии для определения химического состава веществ. Накопление и обработка спектрометрической информации осуществляются персональным компьютером со встроенным одноплатным спектрометром, который также обеспечивает низковольтное и высоковольтное питание детектора. Программа обработки рентгеновских спектров идентифицирует пики элементов и определяет их площади, пропорциональные концентрациям анализируемых элементов. Результатом обработки является файл, содержащий перечень элементов, входящих в состав пробы, и их концентрации

Определение химического состава проводилось на различных участках образцов, расположенных от центра к краю. Площадь зоны анализа, определяемая детектором энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, составила 1 мм². Данные по химическому составу представлены в виде отношения количества атомов каждого элемента к общему количеству атомов в процентах с указанием пиков, соответствующих конкретному химическому элементу в зоне проведения анализа.

На рисунке 5 наблюдается снижение содержания Al₂O₃ от точки 11 до точки 2, что обусловлено расположением точек: точка 11 находится на наиболее высоком уровне среди всех исследуемых объектов; чем ниже точка, тем меньше содержание алюминия. Очевидно, фиксируется уменьшение оксидов алюминия от ферралитных почв к сапролитовым глинам

Рисунок 5 - Содержание макроэлементов

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.7

Результаты картирования геохимических элементов позволяют визуализировать распределение металлов на территории Республики Бурунди; данные объединены с содержанием оксидов для удобства идентификации минералов в пробах. Содержание макроэлементов представлено в следующих соотношениях: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO и небольшое количество P₂O₅, CaO, K₂O и др. Данные элементного анализа, полученные методами рентгенофлуоресцентного анализа и электронной микроскопии, позволяют выявить концентрации химических элементов в минералах и определить минеральный состав руды. В результате геохимических исследований установлено, что в образцах обнаружены высокие концентрации кремния (Si), алюминия (Al), железа (Fe), магния (Mg) и других элементов.

Анализ полученных результатов для визуализации распределения химических микроэлементов в образцах был выполнен с использованием метода рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометре Spectroscan-MAX GV и метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (рис. 7-9)

Рисунок 6 - Результаты EDX-анализа образца из провинции Муйинга (2-1)

Примечание: A – спектральное изображение оксида железа; B – таблица содержания химических элементов; C – EDX-спектр оксида железа и алюминия

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.8

На изображении видны три области окраски: серый, тёмно-серый и тёмный. Спектральная график показывает наличие пиков железа, кремния и алюминия. Поэтому можно интерпретировать, что доминирующий на рисунке серый цвет соответствует области с пониженным содержанием кислорода в соединениях железа на участке длиной 7,34 мм, тёмно-серый — оксидам кремния, а тёмный — оксидам алюминия. Эти результаты подтверждают данные, полученные ранее для данного объекта другими методами. В результате геохимических исследований было установлено, что в образцах обнаружены высокие концентрации железа, кремния, алюминия, марганца и других элементов.

На рисунке 7 показаны области анализа образца Чибитоке (2-2), отобранного в провинции Чибитоке, где расположены точки 5 и 8. В этих точках обнаружены все металлы, определяемые по методике М-049-ПДО/18, за исключением хлора, ванадия и хрома. По результатам анализа оксидов выявлены такие соединения, как оксид магния в низких концентрациях, а также алюминий, кремний и железо в умеренных количествах. Среди идентифицированных минералов присутствуют ортоклаз, полевой шпат и каолинит. Результаты, полученные методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, показывают, что наибольшие концентрации демонстрируют железо (Fe — 36,31%), кремний (Si — 9,84%), алюминий (Al — 3,38%), марганец (Mn — 2,96%), натрий (Na — 1,61%), магний (Mg — 0,57%), калий (K — 0,47%), титан (Ti — 0,23%) и кальций (Ca — 0,07%).

Рисунок 7 - Результаты EDX-анализа образца из провинции Чибитоке (2-2)

Примечание: A – спектральное изображение оксида железа; B – таблица содержания химических элементов; C – EDX-спектр оксида железа, алюминия и марганца

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.9

Изображение, полученное при сканировании, показывает, что в пробах видны крупные и ярко окрашенные частицы, где доминирует серый цвет на участке длиной 9,40 мм, далее следует тёмно-серый и наконец, тёмный. На графике наблюдаются пики железа, кремния и алюминия. Таким образом, серый цвет интерпретируется как оксиды железа, следующий — как оксиды алюминия и марганца в чёрно-серой гамме, а тёмно-серый характерен для оксида кремния. На основании результатов, полученных методами рентгенофлуоресцентного и энергодисперсионного анализа, можно утверждать, что в провинции Чибитоке присутствуют признаки золоторудной минерализации, так как здесь обнаружены стронций с высоким содержанием, сера, несколько цветных металлов, а также оксид кремния в значительных количествах и такие магнитные металлы, как марганец. В исследованных образцах обнаружены высокие концентрации железа, кремния, алюминия и других элементов.

Последний образец из провинции Руйиги (2-5), где исследовались точки 2, 7, 10 и 11. В этих точках обнаружены As, S, Zr, оксиды SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, а также минералы ортоклаз, альбит, полевой шпат, каолинит и кварц с максимальными значениями содержания (рис. 8). В таблице представлены данные элементного анализа образца 2-5 и сканирующие изображения.

Рисунок 8 - Результаты EDX-анализа образца из провинции Руйиги (2-5)

Примечание: A – спектральное изображение оксида алюминия; B – таблица содержания химических элементов; C – EDX-спектр оксида алюминия, железа и калий

DOI:10.60797/GEO.2026.6.2.10

Результаты показывают, что содержание элементов составляет: Si – 16,44%, Al – 14,25%, Fe – 8,10%, K – 2,45%, Na – 1,25%, Mg – 0,55% и Ti – 0,34%. На изображении доминирует тёмно-серая окраска, что подтверждает распространение оксида кремния в образце данного объекта; далее виден тёмный цвет, характерный для оксида алюминия, а также редкая окраска, соответствующая сере, тогда как оксид железа занимает небольшую площадь. На спектральном графике наблюдается высокий пик кремния, за которым следуют пики алюминия и железа. Присутствие оксидов кремния, алюминия и железа подтверждает соответствие результатов, полученных при определении макроэлементов в образцах точек 2, 7, 10 и 11. Наличие кварца, цветных металлов (Cu, Ni, Zn) и стронция, а также циркона может указывать на существование золота в этой провинции. В результате геохимических исследований было установлено, что в образцах обнаружены высокие концентрации кремния, железа, алюминия и других элементов. Высокие концентрации этих элементов, скорее всего, связаны с гипергенными окислительными процессами.

В таблице 3 представлены результаты идентификации минералов в пробах горных пород Бурунди. Максимальное значение в данной таблице — 21,78% — соответствует минералу гематиту, который наблюдается в точке 1 провинции Каянза (Муенга) и является наиболее распространённым минералом во всех точках наблюдения. Далее следует известняк в Чибитоке (Джангве), то есть в точке 8, с максимальной долей 0,96%, а среди редко распространённых обнаруженных минералов выделяется циркон в провинции Чанкузо (Маханго), точка 12.

Общая обработка полученных данных позволила сформировать представление о распространении минералов на исследованных площадках. Минерал кварц демонстрирует самый высокий пик, и его присутствие отмечается во всех пробах. Кварц является одним из важнейших и наиболее распространённых минералов земной коры. Он занимает второе место по распространённости (после полевых шпатов) и входит в состав магматических (граниты, липариты, кварцевые порфиры), осадочных (песчаники, пески, суглинки и др.) и метаморфических (гнейсы, слюдяные сланцы, кварциты) горных пород в качестве существенной составляющей

Проведенный анализ горных массивов золотоносной провинции Республики Бурунди позволил установить устойчивую связь геологического строения с локализацией золотого оруденения. Выявлено, что ключевыми факторами контроля золотой минерализации являются региональные разрывные нарушения, зоны сдвигов и контакты метаморфических комплексов с интрузивными телами. Предложенные принципы классификации горных массивов по их морфогенетическим, структурным и литологическим характеристикам позволяют эффективно выделять перспективные участки для дальнейших геологоразведочных работ. Анализ горных массивов золотоносных провинций Республики Бурунди, изучавший состояние добычи золота на протяжении 50 лет, выяснил, что пик эксплуатации по объёму увеличился на 80%, достигнув максимума в 2006 году. Установлено, что основные золотоносные провинции Республики Бурунди — это Мабайи, Чанкузо, Тора-Рузибази и Муйинга. Была охарактеризована литология горных массивов провинций Республики Бурунди и их геологический возраст. Территория Бурунди сложена породами докембрийского возраста (>570 миллионов лет). Наиболее молодые породы представлены аллювиальными отложениями равнины Имбо и базальтами. Докембрийский период включает три основных комплекса: архейский, бурундийский и малагаразийский. Для достижения цели исследования использовались рентгенофлуоресцентный метод (спектрометр «Спектроскан Макс-GV»), метод энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, а также статистический, расчетный методы и ГИС-технологии. Результаты, полученные для всех образцов, свидетельствуют о наличии процентного содержания в пробах химических элементов, ассоциированных с генезисом месторождений золота: в Чиботеке, Муйинге и Руйиги установлены признаки золоторудной минерализации. Использованные методики недостаточны для получения достоверной информации о наличии золота в пробах, так как не детектируют оливины. В качестве оптимального дополнительного метода предлагается атомно-абсорбционный анализ. В результате геохимических исследований установлено, что в исследуемых образцах присутствуют высокие концентрации кремния (Si), алюминия (Al), железа (Fe), магния (Mg) и других элементов. Высокие концентрации последних обусловлены гипергенными окислительными процессами. Полученные результаты могут быть использованы для прогностических и поисковых исследований. Они значительно уточняют понимание геологической природы золотоносности Бурунди и создают научную основу для разработки целенаправленных поисковых стратегий. Для повышения точности прогнозов рекомендуется интеграция полученных данных с результатами детальных геофизических съемок (магниторазведка, электроразведка), а также проведение целенаправленного геохимического опробования в выделенных перспективных зонах. Дальнейшие исследования должны быть направлены на изучение минералогии золота и сопутствующих минералов для разработки надежных типоморфных признаков, что будет способствовать более эффективному освоению золотоносного потенциала Республики Бурунди.