Научная статья на тему 'Типоморфные признаки жильного кварца и их значение для прогнозирования качества кварцевых продуктов (на примере мало- чипикетской зоны Патомского кварценосного района, Иркутская область)'

Типоморфные признаки жильного кварца и их значение для прогнозирования качества кварцевых продуктов (на примере мало- чипикетской зоны Патомского кварценосного района, Иркутская область) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
169
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КВАРЦЕВОЕ СЫРЬЁ / ЖИЛОВМЕЩАЮЩИЙ КОМПЛЕКС / ТИПОМОРФНЫЕ ПРИЗНАКИ / ПАТОМСКИЙ КВАРЦЕНОСНЫЙ РАЙОН / QUARTZ RAW MATERIALS / VEIN-HOSTING COMPLEX / TYPOMORPHIC FEATURES / THE PATOM QUARTZ REGION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Галиахметова Лилия Хуснулловна, Быдтаева Нина Григорьевна

Приводятся результаты изучения типоморфных признаков жильного кварца Мало-Чипикетской зоны Патомского кварценосного района. Установленные типоморфные признаки использовались для отбраковки неперспективного сырья, выделения потенциально перспективных кварцевых жил, оценки их прогнозных ресурсов и прогноза качества получаемых кварцевых продуктов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Typomorphic features of vein quartz and their significance for forecasting the quality of quartz products (example from the Malo-Chipiketsk zone of the Patomsky quartz region (Irkutsk region))

The study results of vein quartz typomorphic signs in the Malo-Chipiketsk zone of the Patomsky quartz region are presented. The established typomorphic features were used to reject unpromising raw materials, isolate potentially promising quartz veins, assess their inferred resources, and predict the quality of the obtained quartz products.

Текст научной работы на тему «Типоморфные признаки жильного кварца и их значение для прогнозирования качества кварцевых продуктов (на примере мало- чипикетской зоны Патомского кварценосного района, Иркутская область)»

DOI: 10.24411/0869-7175-2019-10006 УДК 549.514.51

© Л.Х.Галиахметова, Н.Г.Быдтаева, 2019

I

Типоморфные признаки жильного кварца и их значение для прогнозирования качества кварцевых продуктов (на примере Мало-Чипикетской зоны Патомского кварценосного района, Иркутская область)

Л.Х.ГАЛИАХМЕТОВА, Н.Г.БЫДТАЕВА (Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых» (ФГУП «ЦНИИгеолнеруд»); 420097, г. Казань, ул. Зинина, д. 4)

Приводятся результаты изучения типоморфных признаков жильного кварца Мало-Чипикет-ской зоны Патомского кварценосного района. Установленные типоморфные признаки использовались для отбраковки неперспективного сырья, выделения потенциально перспективных кварцевых жил, оценки их прогнозных ресурсов и прогноза качества получаемых кварцевых продуктов.

Ключевые слова: кварцевое сырьё, жиловмещающий комплекс, типоморфные признаки, Па-томский кварценосный район.

Галиахметова Лилия Хуснулловна ^^ gal-lilia@mail.ru

Быдтаева Нина Григорьевна l^^J bdt-aleks@mail.ru

кандидат геолого-минералогических наук

ITypomorphic features of vein quartz and their significance for forecasting the quality of quartz products (example from the Malo-Chipiketsk zone of the Patomsky quartz region (Irkutsk region))

L.Kh.GALIAKHMETOVA, N.G.BYDTAEVA (Federal state unitary enterprise «Central research Institute of Geology of non-metallic minerals»)

The study results of vein quartz typomorphic signs in the Malo-Chipiketsk zone of the Patomsky quartz region are presented. The established typomorphic features were used to reject unpromising raw materials, isolate potentially promising quartz veins, assess their inferred resources, and predict the quality of the obtained quartz products.

Key words: quartz raw materials, vein-hosting complex, typomorphic features, the Patom quartz region.

Основные перспективы Сибири на кварцевое сырьё связаны с Патомским кварценосным районом, который охватывает значительную часть Прибайкальской провинции [7, 10]. В результате ранее проведённых тематических и геологоразведочных работ на площади района выявлено большое количество кварцевых жил, незначительная часть которых была оценена. Наиболее перспективной признана Мало-Чипикетская зона. В её пределах проведены поисковые работы. На этой стадии геологоразведочных работ важным является изучение комплекса типоморфных свойств кварца, которые не только характеризуют качество исходного кварцевого сырья, но и позволяют выбирать первоочередные объекты исследования, отбраковывая неперспективные.

Целью проведённой работы явилось установление типоморфных признаков жильного кварца и возможности их использования на стадии поисков для выявле-

ния и оценки потенциально перспективных кварцевых жил, отбраковки неперспективных типов, прогноза качества получаемых кварцевых продуктов на примере Мало-Чипикетской зоны.

Патомский кварценосный район находится в северной части Прибайкальской провинции, к северо-востоку от верховьев р. Большой Патом. Дугообразная зона поднятий (Чуйское, Тонодское и Нечерское) обрамляет район с севера и востока, а в центре складчатой области размещены внутренние синклинории - Мамский и Бодайбинский. Верхне-Таймендрским разломом субширотного простирания район разделён на северный и южный блоки. Северный блок представлен линейными субширотными складками, центральной структурой которого является протяжённая до 80 км и шириной 4-5 км синформа, выполненная гранат-двуслюдяны-ми, графитсодержащими сланцами. Южный блок,

1 О2 [ : 4 1 1 5 I1" *

А* 7 °ОС?|8 | • \9 IV 4 10 ов 11

Рис. 1. Структурно-минерагеническая схема Мало-Чипикетской кварценосной зоны:

бугарихтинская свита: 1 - верхняя ^2Ьд>2) и 2 - нижняя ^.Ьд^) подсвиты; 3 - хайвергинская свита 4 - хорлухтахская

свита 5 - надвиги; 6 - сбросы; 7 - сдвиги: а - достоверные, б - предполагаемые; 8 - купольно-кольцевые структуры:

а - крупные: ВХ - Верхне-Хайвергинская, БГ - Бугарихтинская, МЧ - Мало-Чипикетская и б - мелкие; 9 - месторождение Жила 2821; 10 - проявления кварца: а - средне-мелкозернистого гранулированного, б - неравномерно-зернистого динамомета-морфизованного; 11 - проявления: а - смешанного типа, б - гигантозернистого первично-кристаллического кварца; 12 - контуры участков локализации перспективных кварцевых жил, рекомендованные для оценки прогнозных ресурсов

выделенный как Мало-Чипикетская кварценосная зона (МЧКЗ), представляет собой шовную зону смятия с набором соответствующих структур (надвиги, купола, сдвиги, выполненные бластомилонитами, бластоката-клазитами).

Меридиональным Бугарихтинским разломом Мало-Чипикетская кварценосная зона разделена на два тектонических блока - Западный и Восточный (рис. 1).

Западный блок состоит из двух тектонических пластин, сложенных породами хайвергинской и бугарих-тинской свит, обособленных в тектонические пластины, которые ограничены фрагментами региональных надвигов и субмеридиональных разломов (сдвигов). Ведущую роль в формировании кварцево-жильной минерализации МЧКЗ выполняют купольные и линейные структуры - надвиги. Жиловмещающими являются

рассланцованные породы хайвергинского и бугарих-тинского комплексов. В пределах Восточного блока основную часть занимает Мало-Чипикетская куполовидная структура, представляющая собой сбросо-глы-бовую впадину. Положительными (рудолокализую-щими) структурами являются только дуговые блоки -горсты, образованные разломами, ограничивающими купол.

Петрографо-петрохимическое изучение вмещающих пород показало, что исходные терригенно-осадочные породы, относимые к хайвергинской и бугарихтинской свитам балаганахской подсерии среднего рифея, преобразованы в условиях зеленосланцевой, эпидот-ам-фиболитовой, редко амфиболитовой фации. В составе хайвергинской свиты преобладают гранат-слюдяные, графит-слюдистые, слюдисто-кварцевые сланцы с подчинённой ролью плагиогнейсов, кварцитов, амфиболитов, амфибол-цоизитовых пород и филлитов. Породы бугарихтинского комплекса представлены переслаиванием кварцитов, плагиогнейсов с незначительной ролью сланцев. Практически все изученные породы несут следы динамометаморфических преобразований: имеют полосчато-линзовидный и пятнистый облик, микропорфирокластические обособления, повышенное содержание углеродисто-графитового вещества.

Кварцевые жилы образуют «цепочки» скальных выходов, сопровождающиеся ореолами разрозненных глыб, валунов и щебня жильного кварца. Жилы преимущественно линзообразной, реже плитообразной форм имеют субсогласное залегание с вмещающими толщами с падением в северных румбах. Длина линзообразных жил обычно не превышает 40-50 м, мощность в раздувах достигает 5-7 м. Жилы плитообраз-ной формы в длину нередко достигают 100 м и более.

Основные типоморфные особенности жильного кварца. Особенности физико-химических условий образования кварца и кварцевых агрегатов отражены в морфологии, структурно-текстурном облике, кристаллическом строении, физических свойствах, составе минеральных индивидов, агрегатов, продуктов их изменений, микровключений и других признаках, которые принято называть типоморфными.

Морфологические особенности. На основании полевых наблюдений и оптико-микроскопических исследований выделено три основных природных типа кварца: 1) неравномерно-зернистый динамометаморфизован-ный, 2) средне-мелкозернистый гранулированный, 3) гигантозернистый первично-кристаллический.

На изученной площади наиболее широко представлены жилы, сложенные неравномерно-зернистым в различной степени метаморфизованным кварцем. Наиболее крупные из них протяжённостью до 140 м при средней мощности 4 м. На поверхности жилы обнажаются в виде гривок шириной 15-20 м и высотой до 5 м. Жилы сложены светло-серым кварцем желтоватого оттенка с прозрачными и полупрозрачными зёрнами неправильной формы (рис. 2, А). Текстура в основном массивная, но иногда заметна линейность: кварцевые зёрна слегка вытянуты и ориентированы в одном направлении. Кварц нередко трещиноват, по трещинам развиваются гидроокислы железа, которые придают кварцу желтоватый оттенок. При микроскопическом изучении установлены зёрна неправильной, удлинённой формы с извилистыми, фьордовыми, зубчатыми границами, местами с входящими углами. Структура кварца гетеробластовая - размеры зёрен меняются от 1-10 мм до 2-3 см. Неравномерно-зернистый кварц в различной степени метаморфизован, следы динамометаморфизма

Рис. 2. Неравномерно-зернистый динамометаморфизованный кварц (А) и субструктуры метагенеза в нём (Б)

запечатлены в субструктурах метагенеза, которые представлены многочисленными факелами и пластинками деформации, полосками Бёма и деформационными изгибами (см. рис. 2, Б). Зёрна интенсивно блокованы. С увеличением степени деформации линейное блокование зёрен переходит в неравномерное, местами с разориентировкой блоков. Для таких участков характерно мозаичное погасание. Наблюдаются пояса деформации с начальной рекристаллизацией и образованием мелких изометричных зёрен размером 0,2-0,8 мм.

Жилы, сложенные гранулированным кварцем средне-мелкозернистой структуры, развиваются локально - в западной части Хайвергинского блока и в обрамлении Мало-Чипикетского купола (см. рис. 1). К северо-восточному обрамлению купола приурочено месторождение Мало-Чипикетское, представленное жилой 2821, с утверждёнными балансовыми запасами гранулированного кварца на плавку категории С2. Жила хорошо обнажена, прослеживается в коренных выходах на протяжении 150 м при средней мощности 3-4 м (рис. 3).

Рис. 3. Геологический план месторождения Жила 2821. Составлен с использованием материалов ЗАО «СЕВЗОТО», 2001:

1 - гнейсы гранат-биотит-мусковитовые; 2 - плагиогнейсы двуслюдяные; 3 - метапесчаники слюдисто-кварц-полевошпато-вые, разнозернистые; 4 - кварцевая жила; 5 - зоны тектонических нарушений и повышенной трещиноватости; 6 - элементы залегания: а - сланцеватости, трещиноватости, б - контактов; 7 - шурф и его номер; 8 - канава и её номер; 9 - место отбора штуфных проб и их номера; 10 - место отбора малой технологической пробы и её номер

Рис. 4. Средне-мелкозернистый гранулированный кварц (А) гранобластовой структуры (Б)

Жила плитообразной формы, имеет зональное строение: в её эндоконтакте и около ксенолитов вмещающих пород выявлены зоны шириной до 0,5 м, сложенные дымчатым гранулированным кварцем, обога-щённым минеральными примесями. Внутренняя зона практически мономинеральная, образована светлосерым гранулированным кварцем с прозрачными и полупрозрачными зёрнами близкой к изометричной формы размером 1-5 мм (рис. 4, А). Структура грано-бластовая, равномерно-зернистая, текстура массивная, однородная. По данным оптической микроскопии, зёрна гранулированного кварца практически не содержат следов деформаций. В целом характерно однородное погасание зёрен, в редких случаях улавливается слабо-проявленное волнистое погасание. Зёрна кварца имеют облик полигональной, изометричной и близкой к изо-метричной формы с ровными, округлыми контурами (см. рис. 4, Б).

Установлено, что жилы, сложенные гранулированным кварцем, локализуются преимущественно в породах бугарихтинского комплекса. Максимальная концентрация жил, сложенных неравномернозернистым динамометаморфизованным кварцем, выявлена в породах хайвергинского комплекса. В отдельных кварцевых жилах данные разновидности присутствуют одновременно.

Гигантозернистый первично кристаллический кварц ограниченно распространён, слагает маломощные жилы небольших размеров. Мощность жил в раздувах составляет 2-3 м, редко достигая 5 м, средняя длина по простиранию 10-15 м. Жильные зоны представлены сближенными кварцевыми телами. Макроскопически кварц выглядит как сливной с неясными очертаниями индивидов, сложен неоднородными по прозрачности

зёрнами (рис. 5, А). Замутнённость кварца неравномерная, обусловлена насыщенностью газово-жидкими включениями, развивающимися по залеченным микротрещинам. Прозрачные участки расположены между трещинами и имеют разнообразную форму: неправильную, изометричную, вытянутую, прямоугольную, ромбовидную, линзовидную. В кварце развиты открытые и залеченные трещины разной конфигурации. Открытыми трещинами кварц разбит на блоки неправильной формы. По трещинам образуются корки и плёнки гидроокислов железа, отмечен серицит. Залеченные трещины представлены системой субпараллельных протяжённых зон, в которых концентрируются газово-жидкие включения (см. рис. 5, Б). При микроскопическом изучении в кварце обнаружены факелы и пластинки деформации, полоски Бёма, линейное, реже неравномерное блокование. Субструктуры метагенеза, характерные для низких и средних ступеней пластических деформаций, свидетельствуют о том, что кварц не испытал заметного динамометаморфизма [5].

Минеральные включения. Исследование вещественного состава жильного кварца Мало-Чипикетской зоны позволило выявить до 20 примесных минералов: мусковит, гидроокислы железа, полевые шпаты, хлорит, биотит, фуксит, серицит, магнетит, ильменит, рутил, графит, пирит, турмалин, амфибол, сподумен, апатит, гематит, цеолит, гранат, эпидот. Наиболее распространёнными примесями всех типов кварца являются слюды, гидроокислы железа, хлорит, полевые шпаты и магнетит. Общее количество минералов-примесей варьирует от 0,01%*10-3 до 905,9%*10-3, в среднем составляет 109,3%х10-3. Высокие содержания минеральных примесей характерны для призальбандовых участков и зон выклинивания кварцевых жил.

Рис. 5. Гигантозернистый первично-кристаллический кварц (А) с залеченными трещинами (Б)

Химические анализы монофракций слюд позволили классифицировать светлую слюду как мусковит с незначительным содержанием флогопит-анни-товой составляющей, а тёмную слюду как биотит с незначительной примесью титана и железистостью от 72,6 до 84,2%. Полевые шпаты отвечают составу альбит-олигоклаза с кристаллохимической формулой

№<,,70 С\о7)[ АиО^бОЪ

Видовой набор минералов одинаковый для всех

трёх разновидностей, за исключением обнаруженных только в гигантозернистом первично-кристаллическом кварце волосовидных вростков рутила. Гранулированный кварц характеризуется наименьшим содержанием минеральных включений, основная доля которых приходится на мусковит и хлорит, расположенные в межзерновом пространстве, и гидроокислы железа в виде плёнок и примазок. Другие минералы содержатся в единичных знаках и обнаружены в единичных пробах. Важнейшая особенность гранулированного кварца -отсутствие полевых шпатов в кварце центральных частей жил и в целом.

Минерализация неравномерно-зернистого динамо-метаморфизованного кварца значительно выше. В данном кварце в порядке убывания присутствуют мусковит, гидроокислы железа, полевой шпат, серицит и биотит, встречаются магнетит, пирит и графит. Основная масса минеральных примесей содержится в межзерновом пространстве и в трещинах, что позволяет предположить высокую обогатимость сырья, даже при повышенной минерализации. Локализация минеральных включений по периферии кварцевых зёрен или в трещинах

облегчает их вскрытие при дроблении, химической обработке проб (кислотное травление) и нагревании.

В гигантозернистом первично-кристаллическом кварце присутствуют многочисленные мелкодисперсные включения мусковита и серицита, мелкие включения биотита и тонкие волосовидные включения рутила внутри кварцевых зёрен. Включения мусковита и биотита, расположенные внутри кварцевых зёрен, являются трудноудалимыми примесями. Наличие тонких игольчатых включений рутила резко снижает эффективность и затрудняет процесс обогащения, поскольку они практически не удалимы из кварца.

Газово-жидкие включения. Степень насыщенности кварца газово-жидкими включениями - один из наиболее значимых типоморфных признаков. Для относительной оценки количества газово-жидких включений в кварце используется метод определения коэффициента светопропускания (Т, %). Коэффициент светопро-пускания регламентируется техническими условиями (ТУ) на определённые виды кварцевых продуктов и позволяет предварительно разбраковывать кварцевое сырьё по возможным сферам его использования.

По показателю светопропускания выделенные природные типы кварца довольно чётко отличаются друг от друга. Средне-мелкозернистый гранулированный кварц обладает стабильно высоким коэффициентом светопро-пускания - 69,2-82%. Коэффициент светопропускания неравномерно-зернистого динамометаморфизованного кварца составляет 53,7-80,8%. Для гигантозернис-того первично-кристаллического кварца характерен наиболее широкий диапазон значений коэффициента

светопропускания - от 35,3 до 80,2%, что обусловлено наличием высокопрозрачных стекловидных и замутнённых молочно-белых участков в пределах одного образца. Следует также отметить, что данный показатель после глубокого обогащения в среднем может увеличиваться на 10%.

Состав газово-жидких включений был установлен хроматографическим анализом. Согласно полученным данным, включения имеют углекислотно-водный состав. Значительных отличий в составе флюидных включений различных природных типов кварца не обнаружено, что свидетельствует о единой минерало-образующей системе. Общее количество газов, выделившихся при нагреве кварцевого порошка в корундовом тигле со скоростью 10°С/мин., было зафиксировано в интервалах 100°-600°С и 600°-1000°С. Наиболее интенсивное газоотделение во всех изученных пробах зарегистрировано в интервале 100°-600°С. Очевидно, что в этом температурном интервале происходит растрескивание большей части газово-жидких включений. В интервале температур 100°-600°С общее содержание газов составляет 35,97-120,82 мкг/г, из них на долю Н2О приходится 35,5-120,2 мкг/г (90,3-99,8%). Содержание СО2 не превышает 2,2 мкг/г (7,7%). Также отмечается незначительное количество СО и СН .

4

В высокотемпературной области газовыделение резко сокращается. Здесь, вероятно, происходит вскрытие оставшихся мельчайших газово-жидких включений и, возможно, удаление структурно связанной воды. Общее количество выделенных газов снижается до 12,735,1 мкг/г. При этом уменьшается доля Н2О в составе газов (89,3-97,7%) и увеличивается доля СО до 1,2 мкг/г, что соответствует 6,8% от общего количества газов. Выделение СО2 в высокотемпературном и низкотемпературном интервалах меняется незначительно.

В низкотемпературном интервале максимальное содержание выделившихся газов наблюдается в гиганто-зернистом первично кристаллическом кварце. В нерав-номернозернистом динамометаморфизованном кварце газовыделение значительно ниже. Минимальное газовыделение зафиксировано в средне-мелкозернистом гранулированном кварце. В высокотемпературном интервале граница между выделенными типами стано-

вится менее заметной. Это связано с тем, что в гиганто-зернистом кварце присутствует большое количество крупных включений, которые достаточно легко удаляются при нагревании, тогда как мельчайшие газовые включения, диагностируемые оптико-микроскопическими исследованиями во всех типах кварца, вскрываются только при больших перегревах.

Структурные примеси. Содержание структурных примесей в кварце объективно отражает особенности его генезиса и может быть использовано в качестве критерия прогнозирования и оценки объектов, особенно на ранних стадиях геологоразведочных работ [9]. Концентрация структурных примесей позволяет оценить предельную чистоту сырья, которой можно добиться после его обогащения, так как очистка кварца от структурных примесей при современных методах обогащения не представляется возможной.

В качестве структурных примесей, входящих в кристаллическую решётку кварца, установлены А1, Т^ Ge, Fe, Li, №, Н [6, 13]. Алюминий признан наиболее способным замещать кремний элементом в тэтраэдри-ческих позициях силикатов, включая кварц: А13+ замещает Si4+, при этом процесс сопровождается захватом положительных катионов Н+, Li+, №+, Fe2+ и др., компенсирующих заряд [13].

Исследования структурных примесей в кварце методом ЭПР-спектроскопии показали, что минимальные концентрации данного центра характерны для средне-мелкозернистого гранулированного кварца. Считается, что в процессе грануляции в условиях повышенных давлений происходит очищение кварца от элементов-примесей, в том числе и от структурных, а также исчезают все существенные дефекты кристаллов, обусловливающие повышенную энергию индивидов [4, 9]. Помимо А1-0--центров в изученных типах кварца обнаружены Ge- и Тьцентры (табл. 1).

Химические элементы-примеси. Содержание химических элементов-примесей в кварце является характеристикой, определяющей качество сырья. Суммарное содержание примесей, а также содержание отдельно взятых элементов строго регламентируются действующими техническими условиями (ТУ) на различные виды кварцевой продукции.

1. Концентрация парамагнитных центров в различных типах кварца

Тип кварца (число анализов) [Л1-Сг], сп/гх1016 (Се3+^0, сп/гх1014 (И3^), сп/гх1016

Неравномерно-зернистый 83,2-116,1 19,1-40 5,7-10,2

метаморфизованный (и=9) 101,2 28,6 7,4

Средне-мелкозернистый 61,8-94 18,9-33,2 5,3-11,9

гранулированный (и=6) 80,8 27,6 8,2

Примечание. Анализы сделаны в лаборатории АТСИЦ ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» (аналитик Э.Р.Гимадиев); в числителе указаны минимальное и максимальное значения концентрации парамагнитных центров, в знаменателе - среднее.

2. Среднее содержание элементов-примесей в природном кварце Мало-Чипикетской зоны

Тип кварца (число анализов) Среднее содержание элементов-примесей, ppm

Al Ti Ca Mg Cu Cr Ni Co Mn Na K Li P Fe В S эл

Неравномерно-зернистый метаморфизованный (и=19) 39,4 3,1 6,2 2,1 0,4 5,5 0,2 0,02 0,9 12,1 10,6 1,4 5,3 87,4 0,1 174,5

Средне-мелкозернистый гранулированный (и=24) 27,9 2,4 2,4 1,7 0,4 4,5 0,2 0,02 0,8 6,9 6,9 1,2 2,5 45,3 0,1 103,2

Гигантозернистый первично-кристаллический (и=11 ) 47,6 3,2 8,3 2,1 0,4 5,4 0,2 0,01 0,9 5,9 5,3 1,7 3,6 103 0,2 187,9

Примечание. Определение элементов-примесей производилось методом атомной эмиссии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в лаборатории АТСИЦ ФГУП «ЦНИИгеолнеруд»; аналитики: О.В.Вишневская, М.Ш.Дрешер, Р.Р.Гиль-мутдинов.

Основными примесями жильного кварца Мало-Чипикетской зоны являются Al, Fe, Na, K, Li, Са, P и Ti (табл. 2). Повышенная концентрация Fe связана в основном с приповерхностным ожелезнением, Li присутствует преимущественно в структурной форме, Al и Ti частично входят в структуру кварца, остальные элементы обнаруживают прямую зависимость от содержания минеральных включений.

Содержание радиоактивных элементов (U и Th) в кварце колеблется в диапазоне от 0,002 до 4,581 ppm.

В целом среди выделенных типов наиболее чистым природным сырьём является гранулированный средне-мелкозернистый кварц, сумма элементов-примесей в необогащённых пробах отдельных жил, сложенных кварцем данного типа, не превышает 25-30 ppm, что соответствует требованиям действующих ТУ на различные виды кварцевой продукции. Самые высокие концентрации элементов-примесей характерны для гигантозернистого первично-кристаллического кварца.

При сравнении кварцевого сырья МЧКЗ с сырьём наиболее изученных кварценосных районов Российской Федерации с выявленными промышленными типами кварцевого сырья необходимо отметить следующее.

Промышленными типами кварцевого сырья в настоящее время являются гранулированный и прозрачный (стекловидный) кварц [10]. Эталонными объектами гранулированного кварца являются кварцево-жильные образования Уфалейского кварценосного района Среднего Урала [3, 8, 11 и др.]. В пределах месторождений района выделены 4 основных типа гранулированного кварца: «кыштымский», «уфалейский», «слюдяногор-ский» и «егустинский» [1, 11].

По структурно-текстурным особенностям и коэффициенту светопропускания гранулированный кварц МЧКЗ наиболее близок к «кыштымскому» типу, который представляет собой агрегат средне-крупнозернистого однородно гранулированного кварца. Образование кварца «кыштымского» типа происходило под воздействием процессов поздней коллизии из крупно-

гигантозернистого ранее образованного кварца, жилы которого локализуются на площади позднепалеозой-ского эклогит-сланцевого мегамеланжа, слагающего основной объём куртинской тектонической пластины. Жилы встречаются в виде кулис, согласно залегающих среди барических бластомилонитов, в составе которых отмечены дистен, парагонит, фенгит, цоизит [2]. Жилы гранулированного кварца «кыштымского» типа локализуются в породах высокобарического куртинского комплекса, отличаются повышенным содержанием минеральных примесей. Гранулированный кварц Мало-Чипикетской кварценосной зоны характеризуется относительно высокой химической чистотой, высоким светопропусканием. Жиловмещающие породы представлены кварцито-гнейсовыми породами. Поэтому гранулированный кварц изученного района не может быть отнесён к «кыштымскому» рудно-формационно-му типу, и авторами предлагается выделить его в самостоятельный «патомский» тип.

Формация крупнозернистого «стекловидного» кварца представлена на объектах Приполярно-Уральского квар-ценосного района. На Приполярном Урале распространены жилы, залегающие согласно со сланцеватостью и сложенные крупно-гигантозернистым полупрозрачным и прозрачным кварцем с низким содержанием минеральных примесей, достаточно высокой химической чистоты с коэффициентом светопропускания 72-86% («неройский» тип). Вмещающие породы представлены сланцами, кварцитами, карбонатными породами. Характерно присутствие даек основного состава, выполняющих роль жёстких пород. Неравномерно-зернистый ди-намометаморфизованный кварц МЧКЗ близок по ряду признаков к «неройскому» типу, но отличается от него по геологическим особенностям нахождения, принадлежностью к кварцево-хрусталеносной формации.

В заключение следует отметить, что изучение ти-поморфных признаков жильного кварца Мало-Чи-пикетской кварценосной зоны позволило выделить по комплексу признаков три природных типа кварца,

различающихся по минералого-геохимическим и физическим признакам. В качестве перспективных выделены жилы, сложенные гранулированным и неравномерно-зернистым динамометаморфизованным кварцем.

Гранулированный кварц характеризуется высоким светопропусканием, повышенной химической чистотой. Локализация минеральных включений в межзерновом пространстве и в трещинах обеспечивает высокую обо-гатимость этого типа кварца и позволяет рассматривать его как сырьё для получения высокочистых кварцевых концентратов. Неравномерно-зернистый динамомета-морфизованный кварц обладает пониженным свето-пропусканием и повышенной минерализацией, что затрудняет получение высокочистых концентратов. Этот природный тип кварцевого сырья потенциально пригоден для производства рядового кварцевого стекла. Гигантозернистый первично-кристаллический кварц является труднообогатимым сырьём из-за высокого содержания газово-жидких включений, наличия тонкодисперсных включений мусковита, биотита и волосовидных включений рутила. Химически чистые разновидности гигантозернистого кварца могут быть использованы в качестве шихты для синтеза искусственных кристаллов кварца.

Содержание элементов и и ТЬ сопоставлялось с требованиями к ультрачистым микропорошкам для специальных сфер назначения, в которых содержание этих элементов в сумме не должно превышать 1 ррЬ. Содержание и и ТЬ в подрешётном продукте фракции -0,1 мм изученных проб превышает норматив в несколько раз, что не позволяет использовать его в качестве высокочистых порошков спецназначения.

Выделенные перспективные типы кварцевого сырья, различающиеся структурно-текстурными особенностями, минеральным и химическим составом, показателем светопропускания, приуроченностью к различным структурно-вещественным комплексам, могут быть отнесены к двум рудным формациям - квар-цито-гнейсовой гранулированного кварца и сланцевой неравномерно-зернистого динамометаморфизованного кварца. Гранулированный кварц со светопропусканием выше 80% может быть использован в высоких технологиях и микроэлектронике, а неравномерно-зернистый динамометаморфизованный кварц - в светотехнических отраслях промышленности.

На основе полученных результатов изучения типо-морфных признаков кварца были выделены и оконтурены перспективные участки кварцевых жил для оценки прогнозных ресурсов двух рудно-формационных типов (см. рис. 1).

Результаты изучения типоморфных признаков кварца на ранних этапах изучения кварценосных площадей значительно повышают информативность геологи-

ческих исследований и способствуют решению ряда практических геологических задач, связанных с выделением перспективных участков (потенциальных месторождений), прогнозированием качества сырья и выбором технологических схем его обогащения.

Работа выполнена в рамках Государственного контракта ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» в содружестве с ОАО «Кыштымский ГОК» и АО «Иркутскгеофизика».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белковский А.И. Генетические типы жильного кварца эклогит-сланцевых комплексов (на примере Урала и Северного Казахстана) // Тектоника, магматизм, метаморфизм и металлогения зоны сочленения Урала и Восточно-Европейской платформы. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1976.

2. Белковский А.И. Геология и минералогия кварцевых жил Кыштымского месторождения (Средний Урал). - Миасс: ИМин УРО РАН, 2011.

3. Вертушков Г.Н., Борисков Ф.Ф., Емлин Э.Ф. Жильный кварц восточного склона Урала / Труды СГИ. Вып. 66. - Свердловск, 1969.

4. Емлин Э.Ф., Синкевич Г.А., Якшин В.И. Жильный кварц Урала в науке и технике. - Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1988.

5. КорагоА.А, КозловА.В. Текстуры и структуры жильного кварца хрусталеносных областей. - Л.: Недра, 1988.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Кощуг Д.Г., Вяткин С.В., Федющенко С.В. Оценка концентраций структурных примесей в кварце методом ЭПР // Мат-лы Всероссийского совещания (24-27 мая 2011 г.). - Миасс-Екатеринбург: УрО РАН, 2011. С. 90-93.

7. Малышев А.Г. Особенности формирования кварцевых жил в Патомском нагорье / Докл. АН СССР. 1987. Т. 292. № 2. С. 430-432.

8. Мельников Е.П. Геология, генезис и промышленные типы месторождений кварца. - М.: Недра, 1988.

9. Минерагения шовных зон Урала / В.А.Коротеев,

B.Н.Огородников, В.Н.Сазонов, Ю.А.Поленов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010.

10. Перспективы использования кварцевого сырья России в высоких технологиях / Е.М.Аксенов, Н.Г.Быдтаева, Ю.И.Бурьян и др. // Разведка и охрана недр. 2015. № 9.

C. 57-66.

11. Поленов Ю.А. Эндогенные кварцево-жильные образования Урала. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008.

12. Предварительная оценка качества кварцевого сырья Урала и Восточного Саяна по комплексу типоморфных признаков кварца / Н.Г.Быдтаева, Н.Н.Борозновская, Т.Г.Быдтаева, И.М.Милееева // Кварц и кремнезем. Мат-лы международного семинара. - Сыктывкар, 2004. С. 205-206.

13. Раков Л.Т. Общие закономерности образования структурных дефектов в кварце // Геохимия. 2005. № 11. С. 1196-1207.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.