CC BY
24
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М, КИРОВА_
Том 165 1969
ТАМАЛЫКСКОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ФОСФОРИТОВ (КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ)
А. К. МКРТЫЧЬЯН (Представлена профессором А. М. Кузьминым)
В результате крупномасштабных геологосъемочных работ, ¡проведенных в 1960-62 годах под руководством автора партией Западной экспедиции КГУ в верховьях рек Томи «и Теренсу,, в пределах верхнепротерозойских и нижнекембрийских1 отложений были выявлены первично-осадочные-пластовые и эпигенетические-карстовые фосфориты.
Бассейн верховьев рек Томи и Теренсу образует существенно карбонатный массив, вытянутый в северо-восточном направлении, и представляет собой в тектоническом отношении поднятие-перемычку между Шорским и Батеиевским внутригеосинклинальными горстовыми поднятиями. В геологическом строении района принимают участие верхнепротерозойские и нижнекембрийские осадочно-метаморфизованные образования, смятые в линейно-брахиформные складки северо-восточного простирания. Разрез толщи, снизу вверх, следующий.
Енисейская свита. Отложения свиты распространены по право- и левобережьям верховьев рек Томи и Теренсу и слагают ядра Томь-Караташской и Теренсинской антиклинальных структур. Свита имеет существенно карбонатный состав. По литологическим признакам и стратиграфическому положению образования свиты расчленяются на три толщи: нижнюю — толщу черных кристаллических известняков, среднюю — толщу светлых доломитов и верхнюю — толщу темно-серых фосфатных известняков.
Толща черных кристаллических известняков наиболее полно рскры-вается в левом борту'р. Томи, выше устья р. Бискамжи. Сложена преимущественно черными массивными мелкозернистыми, реже слоистыми кристаллическими известняками с прослоями и линзами темно-серых доломитов и доломитовых седиментацианных брекчий. В верхах толщи отмечаются слабо фосфатные известняки (1% Р2О5). Мощность толщи в районе около 700 м. Сопоставляется с кабырзинской свитой Горной Шории. -
Толща светлых доломитов имеет в районе широкое распространение. Представлена светлыми,, реже светло-серыми массивными мелкозернистыми доломитами с прослоями водорослевых доломитов и редкими прослоями и линзами кремнистых сланцев и силицилйтов. В средней и вершей частях толщи отмечаются линзы и прослои карбонатных фосфоритов (6—&%, Р2О5). Возраст по комплексу окаменелостей флоры определяется как поздне докембрийский (определения А. Г. Сивова, 1962 год). Мощность толщи 800 м. Сопоставляется с западно-сибирской свитой Горной Шории.
Толща темно-серых фосфатных известняков представлена серыми,. темно-серыми слоистыми, реже массивными известняками и доломитовыми известняками с прослоями и линзами доломитов, карбонатно-фос-фатньГх седиментационных брекчий, кремнисто-углистых сланцев и сн-лицилитов. Основной особенностью является повышенная фосфатность пород толщи — от 0,2 до 6% Р2О5. Мощность толщи крайне невыдер-жана из-за несогласного залегания на ней осадочно-вулканогенных образований тамалыкской свиты. Максимальная мощность достигает 900 м. Сопоставляется с белкинской свитой Горной Шории.
Выделяемые в составе енисейской свиты толщи довольно четко прослеживаются по простиранию, имеют выдержанные мощности, за исключением верхней, и вполне определенное стратиграфическое положение. Поэтому в дальнейшем, при более детальном изучении взаимоотношений толщ, они могут быть выделены в самостоятельные свиты. Мощность енисейской свиты в районе достигает 2,4 км. Возраст определяется как верхнепротерозойский.
Тамал ыкская свита*). На карбонатах енисейской свиты с перерывом залегают осадочно-вулканогенные образования тамалыкской свиты. Характер перерыва, по-видимому, стратиграфическое несогласие, так как обе свиты залегают в едином структурном плане. Представлена свита кремнисто-углистыми, глинисто-углистыми сланцами, силицилитами, алевролитами, известняками, порфиритами, туфами порфиритов и кварцевых порфиров, доломитами, пластами кремнистых, карбонатно-кремнистых фосфоритов и марганцовистых известняков. Свита имеет пестрый в литологическом отношении состав, который довольно быстро меняется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Не только литологические, но и геохимические особенности свиты резко выделяют ее из существенно карбонатного разреза верхнего протерозоя и нижнего кембрия. Тамалыкская свита является фосфоритоносной и марганценосной. По правобережью реки Теренсу в пределах Тамалыкского проявления фосфоритов в ее составе выделяются две фосфоритонооные пачки с четырьмя пластами фосфоритов сю средней суммарной мощностью 40—45 м и при среднем содержании Р2О5 от 12 до 24.%.'В междуречье Багзас-Кузьку-зюр (правые притоки реки Теренсу) в составе свиты ¡выделяется пласт карбонатно-марган-цевых пород мощностью до 20 м с содержанием марганца от 8 до 18%, а в пределах Тамалыкского проявления фосфоритов отмечаются линзы марганцовистых известняков мощностью до 30—40 м с содержанием марганца от 2 до 10%. Кроме того,, в кремнисто-углистых и глинисто-углистых сланцах свиты отмечаются повышенные содержания ванадия, молибдена, титана, хрома, никеля и кобальта. Нередко ванадийсодер-жащие сланцы свиты обнаруживают повышенную радиоактивность, которая на отдельных участках является аномальной. Мощность свиты в районе составляет 300—550 м. Возраст устанавливается как нижнекембрийский, так как свита согласно перекрывается карбонатами усин-ской свиты, в основании которой отмечается обильная фауна археоциат верхов базаихского-санаштыкгольского горизонтов нижнего кембрия (определения И. Т. Журавлевой, 1961 год). Тамалыкская свита сопоставляется с мрасской свитой Горной Шории,, в пределах "которой обнаружена фауна археоциат и трилобит, характеризующая низы нижнего кембрия.
, Усинская свита. Представлена серыми, темно-серыми массивными и слоистыми мелкозернистыми известняками с прослоями доломитов и кремнисто-углистых сланцев. В низах свиты залегают темно-
*) Выделена автором в районе в 1962 году.
серые известняки с фауной археоциат нижнего кембрия. Мощность свиты в районе достигает 1200 м. ,
Тамалыкское проявление фосфоритов расположено в междуречье Теренсу-Ассук, в 3 км северо-западнее пос. Тамальж., В геологическом отношении участок сложен осадочно-вулканогенными образованиями тамалыкской овиты, карбонатами енисейской и усинской свит. Пласты первично-осадочных фосфоритов приурочены к образованиям тамалыкской свиты, которая слагает северо-западное крыло Теренсинской антиклинальной структуры, осложненное дополнительной складчатостью и разрывными нарушениями севере-восточного, субмеридионального и северо-западного простирания (рис. 1). Пласты фосфоритов прослежены в полосе до 6 км. Отложения тамалыкской свиты расчленяются здесь, снизу вверх, на три пачки: нижнюю, среднюю и верхнюю.
Нижняя пачка представлена черными, темно-серыми силицилитами, кремнисто-углистыми ванадийсодержащими сланцами с линзами грязно-зеленоватых порфиритов, туфов порфиритов и кварцевых порфиров, доломитов, темно-серых марганцовистых известняков и пластами крем-' нистых и карбонатно-кремнистых фосфоритов. Мощность пачки состав-1 ляет 120—220 м.
Средняя пачка /представлена темно-серыми, черными известняками с прослоями и линзами кремнисто-углистых сланцев, порфиритов и их туфов. В верхней части пачки отмечаются линзы марганцовистых известняков и пласт кремлистых фосфоритов. Мощность пачки 35—180 м.
Верхняя пачка состоит из рассланцованных порфиритов и их туфов, переслаивающихся с кремнисто-углистыми и глинисто-углистыми сланцами. Мощность пачки 130—150 м.
Таким образом, фосфориты и марганцовистые известняки приурочены к нижней и средней пачкам тамалыкской свиты. Нижняя пачка является наиболее выдержанной и продуктивной. Она содержит три пласта первично-осадочных фосфоритов, разобщенных между собой вмещающими породами, мощность которых колеблется от 20 до 50 м. Мощность пластов фосфоритов варьирует от 3 до 12 м при суммарной их мощности в пачке 19—30 м. Среднее содержание пятиокиси фосфора в пластах от 13,1 до 19,7%. Кроме трех основных пластов фосфоритов в нижней фосфоритоносной пачке отмечается, еще два линзующихся пласта мощностью 0,5—2 м. Средняя фосфоритоносная пачка вмещает один пласт фосфоритов, мощность которого колеблется в пределах от 4 до 14,2 м, а среднее содержание пятиокиси фосфора составляет 26,7%. Средний химический состав фосфоритов основных пластов приведен в табл. 1.
Содержание Р колеблется в пределах 1.22—З.Ь%; Б — в пересчете на БОз—1 —1,2%. Содержание лимонно-растворимого фосфора в пластовых фосфоритах составляет 4—5%, а в карстовых фосфоритах до 7% Р205.
Тела первичных фосфоритов имеют в общем пластовую, линзообразную форму с раздувами и пережимами на, отдельных участках. Пласты представлены обычно массивными кремнистыми или карбонат-но-кремнистыми породами. Иногда отмечается тон,кое переслаивание кремнистых фосфоритов с глинисто-углистыми, кремнисто-углистыми слабо фосфатными сланцами и известняками, причем последние нередко марганцовистые. Контакты пластов фосфоритов с вмещающими породами в одних случаях резкие (канавы № 32, 25) „ в других — постепенные (канавы №№ 11, 70, сив. 7). Наибольшим распространением на месторождении пользуются кремнистые фосфориты. В одном и том же пласте обычно отмечается преобладание определенного типа фосфори-
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Та-малыкского проявления фосфоритов.
1—.четвертичные отложения; 2— верхний протерозой, енисейская свита — доломиты, известняки, прослои и линзы силицилигов; 3—верхний протерозой, енисейская свита — прослои с*i-лицилитов; 4 — нижний кембрий, тамалыкскач свита — силицилиты, кремнисто-углистые глинис-ro-углистые сланцы, линзы порфиритов, туфов •юрфиритов и кварцевых порфиров, доломитов, марганцовистые изьестняки, пласты фосфоритов; 5 — нижний кембрий, усипская свита — известняки, доломитовые известняки с прослойками доломитов; б — пласты фосфоритов, прослеженные горными выработками; 7 — пласты фосфоритов предполагаемые; 8 — интрузивные образования; 9 — геологические границы; 10 — разрывные нарушения; 11—места находок ископаемой фауны; 12—места находок ископаемой флоры;
13 — элементы залегания слоистости . пород;
14 — скважины колонкового бурения; 15 — линия
геологического разреза
г
тов. Так, например, пласт III представлен в основном карбонатно-крем-нистыми фосфоритами, а йласты I, II, IV — кремнистыми (табл. 1).
Кремнистые фосфориты представляют собой темно-серые до черных, тонкозернистые массивные, реже тонкослоистые, очень плотные породы. Слоистость обусловлена линзовидно-послойным распределением углистого материала. Под микроскопом структура определяется как микро-гранобластовая, за счет присутствия мусковита, лепидогранобластовая. Порода состоит из мйкрозерен кварца (45—70%), зерен фосфата (25—50%), мусковита (до 3—4»%), пирита и углистого вещества. Коли-
Таблица 1
Выработки № пластов, снизу вверх Р-Рь СаО MgO Мп Fe л/,2о:] SiO-2 Н/'ОСТ Влага
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Скв. 5, 6 К=32 Пласт I 13,14 18,5 0,73 • 0,12 1,95 3,65 48,12 50,45 0,33
Скв. 2,5,6 К =25,32 Ппаст II 15,17 21,0 3,54 0,15 4,13 3,21 42,05 46,96 0,60
Скв. 2 К=25 Пласт III 19,71 30,75 1,38 0,45 4,06 2.72 "31,94 32,86 0,30
Скв. 7 К=27 Пласт IV 26,7 32,53 0,94 0,10 1,42 3,61 26,65 27,13 0,44
чество последнего резко возрастает (до 10—15%) ниже уровня грунтовых вод. Фосфатное вещество часто раскристаллизовано до апатита в виде зерен и агрегатов. Размеры зерен 0,01—0,05 мм, агрегатов до 0,2—0,4 мм. «Карбонатно-кремнистые фосфориты отличаются от кремнистых только большим содержанием карбоната. Несколько отличны от описанных так называемые «копролитовидные» кремнистые фосфориты IV пласта, залегающего в верхах средней пачки. Это темно-серые до черных породы с неравномерной текстурой и структурой. Текстура брекчиевая, структура от тонко-до мелкозернистой. Порода состоит из обломков, «копролитовидных» фосфатных стяжений и цемента. Обломки размером до 4—6 мм представлены кремнистыми сланцами и сили-цилитами угловатого облика. Содержание их в породе до 20—25»%. «Копролитовидные» фосфатные стяжения размером от 0,5 мм до 2,5 мм округлого, овального облика представлены тонкодисперсным прорастанием фосфатного и углистого вещества, обычно окаймленного тонкой (0,01 мм) крустификационной оторочкой чистого фосфата. Цемент темно-серый представлен тонкодисперсным прорастанием халцедона, фосфата, углистого вещества и пирита. Из новообразований отмечаются единичные зерна диопсида, мусковита, актинолита, кварца И' плагиоклаза. Предварительное изучение копролитовидных образований показало, что они представляют собой о'каменелые остатки спикул губок и радиолярий (определения В. А. Шипицина, 1964 год).
В северной части месторождения первично-осадочные фосфориты в результате контактового метаморфизма превращены в апатитовые, кварц-апатитовые и карбонат-апатитовые породы (канавы 64). Их образование связано с контактовым воздействием гранитоидной интрузии на первично-осадочные фосфориты. Апатитовые и кварц-апатитовые породы — серые, желтовато-серые массивные или полосчатые от мелко-140
до тонкозернистых. Под микроскопом структура определяется как мик* рогранобластовая. Полосчатость обусловлена чередованием тонких прослойков (до 2 мм), состоящих из микрозерен кварца и апатита. Зерна апатита в виде шестиугольных табличек размером 0,05—0,01 мм. Кварц в виде зерен неправильного облика размером до 1 мм и диопсид в виде скоплений мелких зерен. Карбонатно-анатитовые породы отличаются ¡наличием в породе мелких ксеноморфных зерен карбоната и резким уменьшением количества кварца.
Пластовые фосфориты на, месторождении сопровождаются остаточ-но-метасоматическими брекчиевыми фосфоритами и карстовыми фосфоритами, образование которых связано с формированием древней коры выветривания линейно-инфильтрационного типа. Брекчиевые фосфориты образуются на «головах» первично-осадочных пластов в виде -развалов мощностью от 20 до 40 м. Карстовые фосфориты выполняют полости в карбонатных образованиях тамалыкской, усииской и енисейской свит вблизи и, как правило, гипсометрически ниже пластов первичных фосфоритов, образуя в плане тела вытянутой формы длиной от 50—бОдо 200 м. Глубина распространения брекчиевых и карстовых фосфоритов контролируется уровнем грунтовых вод (90—230 м). Карстовые фосфориты по текстурно-структурным признакам делятся на фосфоритные брекчии, глинистые, сыпучие и опоковидные фосфориты.
Фосфоритные брекчии — серые, зеленовато-серые, буроватые плотные породы. Состоят из обломков и цемента. Обломки от остроугольных до окатанных представлены кремнистыми, карбонатно-кремнисты-ми фосфоритами, силицилитами, кремнистыми сланцами, рассланцован-ными порфиритами, бурыми железняками, жильным кварцем и реже дайковыми породами. Обломки ¡размером от долей мм до 1—3 см, ред- „ ко до первых десятков см. Цемент фосфатный желто-зелено-серый, реже—за счет гидроокислов железа—бурый. В цементе отмечается серицит. Соотношения обломков и цемента самые различные. В породе часто .наблюдаются многократные переотложения фосфатного вещества. Глинистые фосфориты выполняют карстовые полости и представляют собой светло-желтоватую или грязно-зеленоватую пес^ано-глинистую массу. Опоковидные фосфориты — желтые и светло-серые криптозер-нистые плотные породы — отмечаются в виде щебня среди глинистых и сыпучих фосфоритов, а также выполняют трещины в брекчиевых фосфоритах.
Фосфатное вещество первичных и вторичных фосфоритов, по определению Н. А. Красильниковой представлено фторапатитом.
Изучение технологии обогащения, фосфоритов, проведенное научно-исследовательской лабораторией Красноярского завода, «Сибэлектро-сталь» по двум пробам весом по 60 кг„ дало положительные результаты. Химический состав технологических проб приведен в табл. 2.
Таблица 2
№ проб ЛА СО MgO Л1203 МпО ЧА П.П.П Сг203
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И
1 19,46 27,75 0,08 0,02 0,07 0,97 2,22 43,02 0,01 0,21
2 22,66 34,1 1,05 2,05 3,57 1,67 4,13 23,62 0,02 0,01
Из пробы № 1, отобранной из первичных карбонатно-кремнистых .фосфоритов IV пласта, флотацией получен концентрат с содержанием
пятиокиси фосфора 27,3.% при извлечении 97,5%- Из пробы № 2, отобранной из брекчиевых фосфоритов того же пласта, флотацией был получен концентрат с содержанием пятиокиси фосфора 26,9»% при извлечении 98,7%. Эти концентраты удовлетворяют требованиям на фосфорную муку и фосфориты, применяющиеся (при производстве суперфосфата и термических фосфатов.
Помимо описанных фосфоритов, приуроченных к отложениям тама-лыкской свиты, в районе выявлено еще два уровня с первичным фосфа-тонакоплением. Линзы и пласты фосфоритов отмечаются в толще светлых доломитов (Караташское проявление) и в толще серых фосфатных известняков (Верхне-Томское проявление) енисейской свиты. Верхнему уровню фосфатонакопления отвечает, по нашему мнению, и ряд месторождений и рудопроявлений фосфоритов в Горной Шории: Белкинское, Мрасское, Колзасское, Оингольское и др. Особенностью фосфоритов, выявленных в пределах енисейской свиты является их карбонатный состав и приуроченность к пачкам слабо фосфатных известняков и доломитов (0,2—3% Р2О5), Мощность линз и пластов фосфоритов от 15 до 40 м, протяженность от 50 до 500 метров, содержание пятиокиси фосфора 6—У'%. Эти фосфориты имеют обычно брекчиевую или слоистую текстуру. В первом случае они представляют собой седиментационную брекчию, состоящую из мелких, размером до 1,5 см, угловатых обломков темно-серых до черных карбонатных фосфоритов, сцементированных серым и светло-серым слабо фосфатным доломитом. Слоистые карбонатные фосфориты представлены серыми фосфатными доломитовыми известняками и доломитами с тонкими прослойками и линзочками темно-серых карбонатных фосфоритов-
Таким образом, в районе верховьев рек Томи и Теренсу устанавливается три уровня фосфатонакопления, два из которых приурочены к енисейской свите верхнего протерозоя, а один — к тамалыкской свите нижнего кембрия. Фосфориты двух первых уровней связаны с карбонатным типом разреза и представлены (карбонатными породами, а фосфориты третьего уровня связаны с существенно кремнистым типом разреза и представлены в основном кремнистыми породами.
ЛИТЕРАТУРА
1. М. К. Винкман, А. Б. Гинцингер, Л. И. Егорова. Опорные разрезы нижнего кембрия и синия Горной Шории и Горного Алтая. Сов. геол., № 12, 1962.
2. В. К. Радугин. Элементы стратиграфии и тектоники Горной Шории. Материалы по геол. Зап.-Сиб. края, вып. 37, 1936.
3. Г. И. Спандерашвили. Фосфориты Горной Шории. Сов. геол., № 5, 1962.
4. А. А. Четыркина. Поиски фосфоритов в Горной Шории. Агрономические рудьг СССР, т. V, 1939.
