WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ Алексей Жоржевич

СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ГОРОБЛАГОДАТСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (СРЕДНИЙ УРАЛ)

Специальность 25.00.11 – «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель – доктор геолого-минералогических наук,

профессор Рудницкий Владимир Францевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Сазонов Владимир Николаевич

кандидат геолого-минералогических наук Волькинштейн Матвей Яковлевич

Ведущая организация – Институт минералогии Уральского отделения РАН (г. Миасс)

Защита состоится 25 декабря 2008 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, 3-й корпус, ауд. 3326.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан « » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.Б. Макаров

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Определяется дискуссионностью проблемы происхождения скарново-магнетитовых месторождений. В настоящее время существуют две основные точки зрения:

а) классическая контактово-метасоматическая (Д.С. Коржинский, В.А. Жариков, Л.Н. Овчинников и др.). В рамках этой гипотезы основную роль в накоплении полезного ископаемого играют интрузивные образования, прорывающие вулканоосадочные отложения.

б) полигенная, согласно которой первично вулканогенно-осадочные руды скарнируются внедряющимися в последующем интрузивами (И.В. Дербиков, Я.Н. Белевцев, Ю.Л. Булашевич и др.).

Последняя гипотеза все еще остается слабо обоснованной фактическим геологическим материалом.

Цель работы. Выяснение особенностей строения и условий формирования магнетитовых залежей Гороблагодатского месторождения, свидетельствующих об их первично вулканогенно-осадочном происхождении.

Задачи исследования:

- выявление особенностей морфологии рудных тел и условий их залегания;

- изучение геохимической зональности магнетитовых залежей;

- исследование текстурно-структурных особенностей руд и закономерностей их распределения;

- выяснение типоморфных признаков магнетита;

- выделение генетических типов руд и обоснование генетической модели месторождения.

Фактическая основа и методика исследования. В основу диссертации легли обработанные автором данные, полученные при полевых работах на Гороблагодатском месторождении. Исследования проводились в Уральском государственном горном университете на кафедре ГПР МПИ с 2000 по 2008 гг. Главными объектами изучения являлись рудные тела, вскрытые при открытой отработке карьером «Центральный». Кроме этого, по данным фондовых и литературных источников, были проанализированы и использованы результаты предшествующих исследований.

В камеральный период изучено 200 полированных штуфов, отобранных автором при картировании карьера. Исследования минерального состава проводились оптическими методами в аншлифах (130 шт.) и шлифах (30 шт.) с использованием микроскопа ПОЛАМ Р-311, а также с помощью рентгеноструктурного анализа и методом реплик на электронном микроскопе. Для выяснения химического состава магнетита и руд выполнены микрозондовые определения элементов-примесей в учебно-научном центре Института геологии и геофизики УГГУ (35 зерен). Обработаны химические анализы опробования руд на Fe, S, P (свыше 1000 анализов) и полные силикатные анализы руд (около 200), полученные Гороблагодатским РУ и Тагильской ГРЭ при проведении геологоразведочных работ. Автором проведено около 1000 замеров микротвердости в зернах магнетита, а также 100 анализов его термомагнитных характеристик. Работы по интерпретации физических данных проводились совместно с сотрудниками Института геофизики УрО РАН.

Защищаемые научные положения

1. Рудные тела Гороблагодатского рудного поля формировались в периоды затухания активной вулканической деятельности на нескольких рудоносных литолого-стратиграфических уровнях. Первичные условия размещения и морфология рудных тел определялись конфигурацией конседиментационных впадин палеорельефа. В последующем они усложнялись внедрением даек сиенитов и тектоническими нарушениями.

2. По простиранию рудной зоны (с юга на север) в направлении от Кушвинской сиенитовой интрузии содержание железа постоянно, но увеличивается содержание серы и фосфора. Геохимические поля (Fe, S, P) рудных тел вблизи сиенитовой интрузии более контрастны по сравнению с удаленными телами.

3. В рудах месторождения, наряду с пятнистыми текстурами, впервые выделены ритмично-слоистые, послойно-вкрапленные и брекчиевидно-цементные текстуры осадочного происхождения. Магнетиты различных текстурных видов руд различаются структурными особенностями, содержанием элементов-примесей, микротвердостью. Выявлена общая схема текстурной зональности рудных тел: слоистые и брекчиевидные руды локализуются на флангах рудных тел, к центру переходя в сплошные.

4. В формировании месторождения выделены два этапа, характеризующиеся различными генетическими типами руд: 1) вулканогенно-осадочный, представленный хемогенно-осадочными рудами с непрерывным и прерывистым характером накопления, и терригенно-осадочными – подводным коллювием и дистальными турбидитами; 2) интрузивный скарнирующий, ведущий к образованию ассимилированных магматических («оспенных») руд.

Научная новизна работы заключается в выявлении новых данных по условиям залегания и геохимической зональности рудных тел, типоморфным признакам магнетита, текстурным особенностям руд и их распределению, подтверждающим первично вулканогенно-осадочное происхождение магнетитовых залежей Гороблагодатского месторождения.

Практическая ценность. Согласно научным положениям полигенной гипотезы, прогнозирование и поиски железных руд возможно осуществлять в вулканогенных комплексах гороблагодатской толщи в удалении от интрузивных массивов, где открыты, но слабо изучены многочисленные рудопроявления, в том числе залегающие близ поверхности.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях УГГУ (Екатеринбург, 2003, 2006 гг.); II Всероссийском симпозиуме по вулканологии и палеовулканологии (Екатеринбург, 2003 г.); на научных студенческих школах по проблемам металлогении древних и современных океанов (Миасс, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 гг.).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе одна статья в центральной печати и одна коллективная монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения, изложенных на 220 страницах машинописного текста, содержит 168 рисунков, 28 таблиц. Список литературы включает 138 наименований.

В первой главе «Общие сведения о геологической позиции и строении Гороблагодатского железорудного месторождения» даны общие сведения о геологическом строении Тагило-Кушвинского железорудного района и входящего в него Гороблагодатского месторождения. Во второй главе «Литолого-фациальный анализ рудовмещающей гороблагодатской толщи» рассмотрены особенности условий формирования рудовмещающей толщи. В третьей главе «Особенности залегания и морфологии рудных тел» приведены авторские данные об условиях залегания магнетитовых залежей Гороблагодатского месторождения и их морфологии. Четвертая глава «Геохимическая характеристика и зональность рудных залежей» содержит сведения о геохимической зональности в целом по месторождению и по отдельным рудным телам. В пятой главе «Текстуры руд и их распределение» детально описаны текстурные разновидности руд и их распределение. В шестой главе «Типоморфизм магнетита и других минералов, участвующих в строении рудных залежей» изложены результаты изучения типоморфных особенностей магнетита в различных текстурных видах руд: структурных, микротвердости, термомагнитных, содержаний элементов-примесей. В седьмой главе «Условия формирования магнетитовых залежей и практические рекомендации» сведены данные об условиях формирования магнетитовых залежей, обосновано выделение генетических типов руд и закономерностей их распределения, предложена генетическая модель месторождения и приведены практические рекомендации. В заключении приведены основные результаты выполненных исследований.

Благодарности. Автор искренне благодарен докторам геолого-минералогических наук, профессорам УГГУ В.П. Алексееву, И.А. Малахову; кандидатам геолого-минералогических наук, доцентам УГГУ К.Б. Алешину, В.С. Балахонову за советы и консультации при выполнении исследований и апробации результатов; главным геологам Гороблагодатского РУ В.Г. Биккужину, В.В. Звереву за всестороннюю помощь при выполнении полевых работ; научному сотруднику Института геофизики УрО РАН В.С. Иванченко за содействие при изучении термомагнитных свойств магнетита. Особую признательность за постоянное и требовательное внимание к работе автор выражает руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Ф. Рудницкому.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Первое положение. Магнетитовые залежи Гороблагодатского рудного поля формировались в периоды затухания активной вулканической деятельности на семи рудоносных литолого-стратиграфических уровнях. Первичные условия размещения и морфология рудных тел определялись конфигурацией конседиментационных впадин палеорельефа. В последующем они усложнялись внедрением даек сиенитов и тектоническими нарушениями.

Рудные тела Гороблагодатского рудного поля (собственно Гороблагодатское, Северо-Гороблагодатское месторождения и Восточно-Гороблагодатский участок) залегают в гороблагодатской толще позднесилурийского возраста мощностью 130-520 м. Рудовмещающая толща сложена (снизу вверх): 1) «нижним» горизонтом вулканоосадочных пород; 2) «промежуточной» пачкой базальтов; 3) «верхним» горизонтом вулканоосадочных пород; 4) пачкой базальтов «висячего бока». Подстилается рудовмещающая толща мысовской толщей базальтов. Месторождения вытянуты к северу от Кушвинской сиенитовой интрузии в субмеридиональном направлении на расстоянии 5,5 км при ширине 3,0 км. На юго-западе оруденение выходит на поверхность, моноклинально погружаясь на северо-восток. Оно прослежено до глубины рентабельной отработки 1200 м, ниже не оконтурено [Семерун, Алешин, Сорокин, 1973].

Все 30 рудных тел пластообразной формы месторождений залегают в горизонтах слоистых вулканоосадочных пород согласно с напластованием и отсутствуют в пачках эффузивных базальтов, что свидетельствует о формировании их в период затухания активной вулканической деятельности.

Залегание рудных тел в горизонтах вулканоосадочных пород многоярусное (рис. 1). Корреляция рудных тел позволила установить, что на «нижнем» горизонте шесть из них приурочены к трем рудоносным уровням, на «верхнем» - двадцать два рудных тела расположены на четырех уровнях. Дополнительным рудоносным уровнем, к которому приурочены непромышленные мелкие рудные тела «14» и «15», можно считать нижнюю часть перекрывающей туринско-колясни-ковской толщи.

Количество (мощность) осадков, накапливающихся на дне водных бассейнов, определяется, в первую очередь, формой рельефа [Павлидис, 1981; Феоктистов, 1998]. С целью выяснения особенностей палеорельефа и его влияния на первичные условия залегания и морфологию магнетитовых залежей нами проведена геометризация мощностей горизонтов вулканоосадочных пород. На ее основе для каждого из двух рудовмещающих слоистых горизонтов реконструированы карты палеорельефа (рис. 2). Участки, где вулканоосадочные породы отсутствуют или их мощность незначительна (менее 40 м), нами рассматриваются как положительные формы палеорельефа, среди которых выделяются куполовидные выступы изометричной формы и вытянутой – гряды. Площади, на которых мощность вулканоосадочных горизонтов превышает 40 м (до 200 м), определены как отрицательные формы палеорельефа и интерпретируются нами как конседиментационные депрессии. Среди них выделяются изометричные формы (впадины) и удлиненные (троги).

Установлены следующие закономерности в первичных условиях размещения и особенностях морфологии магнетитовых залежей в зависимости от палеорельефа. Все рудные тела Гороблагодатского рудного поля размещаются только в пределах конседиментационных палеодепрессий, в положительных формах палеорельефа они отсутствуют.

Морфология рудных тел определяется размерами и конфигурацией рудоконтролирующих конседиментационных палеодепрессий. Мелкие рудные тела близкой к изометричной формы приурочены к небольшим по размерам впадинам дна палеодепрессий. Обычно средние по размерам удлиненные неправильной формы тела связаны с трогообразными палеодепрессиями. Крупные по размерам тела контролируются аналогичными по размерам и конфигурации плоскими обширными палеодепрессиями.

По латерали в направлении с юга-запада на северо-восток мелкие по размерам палеодепрессионные структуры и аналогичные рудные тела сменяются более обширными. По вертикали в пределах рудовмещающих горизонтов мелкие рудные тела также сменяются более крупными и плоскими. Показатели сложности рудных тел, рассчитанные А.И. Пельдяковым и Н.Я. Черепановым, учитывающие изменчивость их мощностей и сложность конфигурации, в указанных направлениях уменьшаются. Эти данные наиболее удовлетворительно могут быть объяснены выравниванием палеорельефа в процессе накопления осадков.

Выявленные закономерности являются существенными признаками первично вулканогенно-осадочного происхождения магнетитовых залежей Гороблагодатского рудного поля.

Первичное залегание рудных тел усложнялось внедрением даек и силлов сиенитов (сателлитов Кушвинской интрузии) и тектоническими нарушениями.

Дайки рассекают рудные тела, а в их экзоконтактовых зонах нередко наблюдается сеть многочисленных мелких апофиз. В мощных (до 150 м) дайках отмечаются ксенолиты магнетитовых руд размером до первых метров на удалении в нескольких метрах от контактов. В экзоконтактовых зонах наблюдаются перекристаллизация и гранулитизация руд, пластические и хрупкие деформации.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»