CC BY
18
УДК 553.31+546.56
Л.М.Петрухя, В.Ф.Мягкой
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ В РУДНЫХ ТЕЛАХ ВЫСОКОГОРСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Железные руды Высокогорского месторождения содержат сульфиды, имеющие н своем составе медь и кобальт Кобальт связан с пиритом, медь - с халькопиритом Запасы этих металлов, га данным технико-экономического обоснования кондиций, могут служить объектом добычи и обогащенил. Для этого на горнодобывающем предприятии построена обогат»педьная фзбрика Поэтому актуальным является выявление закономерностей распределения меди в рудных тела* Минсралого-геохнмичсская система железо - медь - сера - кобальт гегерогениа Она содержит сульфиды нескольких генераций, одна из которых в железорудных залежах образует гнезда прожилково-вкраплсиного пириг-халькопнритового оруденення на фоне весьма убогой сульфидном минерализации Есть основания считать, что убогая сульфидная минерализация рудных гел является еннгенетичнон железным рудам, а гнезда наложены на них Объектами селективном добычи сернистых руд мот быть только гнезда Поэтому имеется необходимость выявления закономерностей их размещения н рудных телах месторождения, пространственного размещения гнезд, которые могут быть объектами селективной разработки, оценки роли дизъюнктивной тектоники в пространственном размещении сульфидного оруденення
Высокогорское железорудное месторождение открыто в « 696 г и эксплуатируется с 1721 г Месторождение изучали и описывали многие исследователи: Ф.Ю Левннсон-Лессинг IIII Яковлев. А.К Болдырев. В.И Станкевич. Г А. Соколов. И.Н. Чирков, Л.Н Овчинников, A.M Дымкин к др Месторождение находится на западной окраине г. Нижнего Тагила, и юго-восточном экзокоитакте Тагильского диорит-сиенитового массива [1.2.4] В геологическом строении месторождения принимают участие также известняки и вулканогенно-оеадочные породы нижнею силура Мощность рудовмещающей толшн около 700 м. простирание северо-западное, падение северо-восточное под углами 45-70°. Известные на мссторождежш 26 рудных тел сгруппированы в две рудные зоны Восточную (Верхнюю) и Западную (Нижнюю), разделенные безпудными туфами, мощностью 200-250 м.
Верхняя рудная зона мощностью 100-160 м имеет длину по простиранию более 2 км По падению не оконтурена. Кровля рудных тел сложена мегаморфизованнымн туфами андезитО' базальтового состава. Нижняя рудная зона приурочена к контакту известняков иысокогорской и т\фов ревдинской толщ нижнего силура Здесь располагаются наиболее крупные рудные тела месторождения (с запада на восток) № 10 (94 % запасов зоны), № 6, 5 и *1 Размеры рудных юл месторождения по простиранию до 2 км, мощность от 3 до 160 м. Рудные тела Западной зовы разведаны до глубины 1100 м. Восточной - до 500-1000 м Нудные тела разбиты системой послсрудных дизъюнктивных нарушении на ряд перемещенных относительно друг друга блоков с амплитудами смешений от долей метра до 150 м и более
Руды месторождения сплошного строения, полосчатые, вкрапленные Основной рудный минерал магнетит (более 70 %). реже содержатся гематит, пирит, халькопирит Кроме iого. постоянно содержат гранат, пироксен, амфибол, хлорит, эиндот, кальцит, кварц. Химический состав железных руд (в мас.%): железо 23,2-59.2 (среднее 42,6). медь 0,10-2,39, кобальт 0,007-0,0'! I. цинк следы-0.9 > марганец 0,36-0,86 (среднее 0,65). титан 0.06-0,24, сера 0,20-3,60 (среднее 1.00) фосфор О.О6-0.33 (среднее 0,10)
Для типизации форм рудных тел месторождения применен метод геомстритлиии и анализа морфометрнческих полей отметок подошвы, кровли, а также мощности, изучение пространственных соотношений этих полей, тектонической нарушенностн |3]. Обобщение и анализ данных разведочных
ы-т
JSO
:V ?
и эксплуатационных работ проведены по рудным телам № 6, 5 и 4, наиболее крупным и наиболее обогащенным медью с применением геометро-статистичсского моделирования. Пространственное соотношение морфомстричсских полей отметок кровли и мсщности, подошвы и мощности, кровли и подошвы изучалось путем корреляции этих оценочных параметров. Построено девять корреляционных графиков с использованием более 450 пересечений рудных тел в системе координат (отметки кровли - отметки подошвы, отметки кровли - мощность, отметки подошвы - мощность) и проведено столько же оценок коэффициентов корреляции между указанными параметрами. Вычисления осуществлялись с применением ПЭВМ. Тектоническая нарушснность рудных тел изучалась при помощи корреляционных графиков и системы координат: отметки кровли - отметки подошвы, отметки кровли - мощность, отметки подошвы - мощность, а также проводился анализ строения корреляционных полей, оконтуриванис отдельных совокупностей. После этого точки, принадлежащие той или иной совокупности, переносились на вертикальные проекции рудных тел н выделялись тектонически однородные блоки (ТОБ), разделенные разрывными нарушениями.
Парагенетический анализ руд основывался на изучении оценок пространственных соотношений геохимических полек железа (общего и магнетитового), серы, меди и кобальта.
Для изучения закономерностей строения км морфометрических полей отметок »гровли, подошвы и мощности рудных тел и их пространственных соотношений проводилась геометризация этих оценочных параметров. Морфометрические данные наносились на вертикальные проекции рудных тел, после этого начиналась геомстризация указанных характеристик рудных тел графическим способом задания функций, описывающих двумерные геологические поля. Аналогичным способом изучались закономерности распределения меди в пределах рудных тел с цслыо выделения гнезд, обогащенных медью. Всего построено 12 двумерных графиков. Исследования проведены с использованием 1194 химических анализов на медь. В верхних горизонтах месторождения закономерности распределения меди изучены сотрудниками Пермскогс госунивсрситета. Авторами все отмеченные вопросы изучались в пределах горизонтов - 130--610 м.
Тектоническая нарушенность рудных тел. Рудные тела месторождения тектонически нарушенные. Исследователями выделяются как крупные, так и мелкие разрывные нарушения. Авторами степень тектонической нарушснности рудных тел определялась на корреляционных графиках зависимостей между отметками подошвы и кровли, мощностью и отметками подошвы, мощностью и отметками кровли. Строение корреляционных полей этих морфометрических характеристик может быть трех видев. Недислоцированным рудным телам соответствует гомогенная модель корреляционного поля с компактным расположением точек в виде эллипса с различным соотношением осей в зависимости от формы залежей. Рудным телам, испытавшим пликативные дислокации, отвечает также гомогенная модель корреляционного поля, но утлы наклона линий регрессий для каждой совокупности отличаются. Рудные тела, подвергшиеся дизъюнктивным дислокациям, характеризуются гетерогенной моделью корреляционного поля Корреляционные поля распадаются на локальные однородные участки, соответствующие тектонически однородным блокам (рис.1). Отдельные блоки, обладая несколько различными статистическими параметрами (коэффициентами корреляции) и положением линий регрессии, в
330
tso
4*
V/ 1fe-
ih.
Рис. 1. Корреляционный график отметок подошвы (П) и кровли (К) рудного тела № 6 Высокогорского железорудного месторождения
целом все же наследуют закономерности, присущие недислоиированным рудным телам Размеру промежутков между отдельными совокупностями на корреляционных графиках соогветстоуюг амплитудам смешения тектонических блоков относительно друг друг«. Решением обратной задачи • путем переноса отдельных совокупностей на вертикальные проекции рудных тел выделяются тектонически однородные блоки (ТОК), границами между которыми являются тектонические нарушения (рис.2). Решение этой задачи имеет практическое значение пун отнесении месторождении к той или иной группе по сложности геологического строения, при подсчете запасов, разработке месторождений, особенно подземным способом, а также для изучения закономерностей распределения полезных компонентов
Математическая корреляционная модель пространственных соотношений морфометричсских элементов рудных тел была разработана на осноне концепции их вулканогенно-осадочного образования Исследования сводились к доказательству непротиворечивости фактических данных разведки разработанной модели и, следовательно, к подтверждению одной из альтернативных гипотез образования месторождения: скарново-магнетитовой иди вулканогенно-осалочной Б результате исследований установлено, что рудные тела 10. 6, 5. 4 представляют собой типичные пластообразные залежи, локально осложненные линзообразными раздувами со стороны подошвы Значения выборочных коэффициентов корреляции между величинами относительных отметок кровли и подошвы залежей изменяются в пределах от +0,94 до +0,99. Тектонические дизъюнктивные нарушения являются долгоживущими, потому что они контролируют как развитие аккумулятивной депрессии, так и сск>т выполняющие их рудные тела. При применяемой системе геологоразведочных работ уверенно выделяются разломы с амплитудой более 30-40 м. нечетко - с амплитудой 20-30 м По данным морфометрического анализа подтверждены ранее выделяемые на месторождении разломы Средний, Аь Aj. Установлено, что рудные тела разбиты на шесть крупных тектонически однородных блоков. Полученные результаты свидетельствуют в пользу вулканогенно-осадочной гипотезы образования изученных рудных тел месторождения
nittottjti
Рис. 2 Результаты геометрнзлшш егруктуры гсохихпгчсского поля меди рудного тела № 6 Высокогорского железорудного месторождения. 1 мссгн опро<5о«1линл, 2 - днтъюикпошие иирутисяии, 3 - номера •гтмппескн однородны* б,итог», содержание меди, май %. 4 - (*х'юс I %. 5 • 0.5-1.0 6 - 0..1-0.5 %. 7 - менее 0.3 %
Результаты парагснетичсского анализа руд При изучении оценок пространственных соотношений н регрессии геохимических полей железа (общего и магнетитового). серы, меди и кобальта установлено следующее. Геохимические поля меди, серы и кобальтл гстсрогенны. Гетерогенность наиболее проявлена в рудных телах 6 и 5 (оценки выборочных коэф-
корреляции равны соответственно 0.53 и 0,62) Для рудных тел № 10 и 4 они Юстастстаенно равны 0.73 и 0,11. Кобальт также имеет несколько генерации Ксть основания ^агтзть. что медь первой генерации является сингснстичной же-лезным рудам, а второй, образующей ^•дд с повышенным содержанием металла, • продуктом наложенной ми-нералнзацин
Особенности пространственного распределения меди тяжзолее крупное рудное тело № 10 характеризуется низким содержанием меди. Гак, ил туатаиионном горизонте - 450 м шахты "Магнетитовая" в пределах блока № 21 по данным «X 1-^мичсских анализов на медь в большинстве проб содержание металла составило 0,01-0,03 % и *^1»ко в единичных пробах достиг ало 0,1-0.2 %, а в одном случае 0,8 %. Среднее содержание меди н цэтом теле составляет 0.09 %. Отсюда вытекает вывод, тго данное рудное тело не представляет «хереса дли попутного извлечения меди Поэтому более детально распределение меди в рудном теле .4 10 не изучалось.
Рудное тело № 6 совместно с рудными телами № 2 и 2а характеризуется высокими ;с;>:ржаннями меди Изучены закономерности ей распределения по 171 пересечению рудного тела -:сными выработками и скважинами (см рис.2). В пределах тектонически однородного блока 1 (ТОЬ-Г' отмечается повышение содержания металла по мерс удаления от разрывного нарушения с 0,3 до . ?> % В пределах ТОБ-11 выделяется обширное поле меди с содержанием 0,5 % и выше между -с^изо нтами - 130 и - 290 м. В его пределах располагается два гнезда меди, содержание металла о ьггорых составляет более 2 % Ниже эзого поля до горизонта - 370 содержание меди закономерно ' юньшается до 0,2 % и затем до горизонта - 450 м несколько повышается (до 0.4 %) В ТОБ-П1 -удержания меди более низкие. Выделяется два гнезда с содержанием металла более 0.5 %. Одно из - сх располагается на профиле 8 >1 юризонте - 210 м, второе на профиле 13 и горизонте - 450 м От ттнх гнезд во все стороны содержание меди закономерно снижается до 0,1 % и менее В пределах ТОБЛУ на фоне обширного поля меди с содержанием более 0.5 % между горизонтами - 130 и - 370 »< выделяется четыре гнезда, в которых содержание меди достигает 1,2-1.5 % Кроме того, крупное ~*сздо меди зафиксировано между горизонтами -450 и -530 м Содержание меди в нйм достигает 3,4-3.7 % В ТОБ-У относительно небольшое ноле меди с содержанием более 0,5 % также выделено *окду горизонтами - 130 и - 290 м В его пределах располагается два гнезда меди с содержанием металла до 1,7 %. В ТОБ-У1 также на обширном поле с содержанием меди выше 0,5 % выделяется три . неиа мели с содержанием до 1.5-1,7 % Они находятся за пределами рисунка, выше горизонта - 1.30 Таким образом, большая часть рудного тела № 6 характеризуется наличием поля меди < »держанием более 0,5 %. В его предспах располагаются участки с повышенным содержанием меди '1.2 - 13,7 %) - гнёзда, которые могут быть обьсктами селективной разработки Аналогичные закономерности в распределении меди установлены в рудных телах № 5 н 4, но они характеризуются 5олее низкими содержаниями металла, чем рудное тело № 6
В направлении с запада на восток от рудного тела № 10 до рудного тела № 4 отмечается следующая закономерность в распределении меди в рудных телах (см таблицу)
Средний химический сосгян рул в рудных телах Высокогорекого месторождения, мае. %
! Р\лное тело Число проб Ре общее ¥< м1п1стнтоиос я Си Со
10 % 37,6 3 и о.зз 0.09 0,014
6 246 38.3 32.2 1,81 0,42 0.027
$ 242 31,0 25.5 0,94 0.29 0,019
4 10« 28.8 25.0 0.52 0,26 0,012
Наименее низким содержанием меди характеризуется рудное тело № 10 Наиболее обогащено vícдью рудное тело № 6 Затем снижается содержание металла в рудном теле № 5 и далее в рудном теле № 4. Выявленные закономерности в распределении меди как в плоскости рудных тел, так и от лежачего и висячему боку рудной зоны аналогичны таковым в медноколчедаиных месторождениях, имеющих вулканогенно-осадочное происхождение [5|
Таким образом, установлено:
- система железо - медь - сера - кобальт в рудах Высокогорского месторождения гетерогея
- форма рудных тел обусловлена первичными вулканогенно-осадочными процессам последующими дизъюнктивными нарушениями;
- первично-осадочные рудные тела с убогой сернистой минерализацией обогащ наложенной медной минерализацией, образующей гнезда', которые являются объектами селектиа разработки месторождения с целью комплексного использования минерального сырья.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Железорудные месторождения СССР. Железорудная база черной металлургии СССР/ Под | акад. И.П.Бардина. - М: Изд-во АН СССР, 1957. - 566 с.
2. Железорудные формации Среднего и Южного Урала. - М : Наука, 1989 - 251 с
3. Мягков В.Ф. Геохимический метод парагенетнческого анализа руд - М.: Недра, 1984. - 126 с.
4. Овчинников Л.Н. Контактово-мстасоматические месторождения Среднего и Северного Ура Тр. Горно-геологического нн-та, вып. 39. - 1960. - 456 с.
5. Петруха Л.М. О геохимической зональности рудных тел медноколчеданных месторождений // Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых/ СГИ -Свердловск.Г - С.31-36.
УДК 553.32(470.5) 1
К.В.Хуттер-Кукконин I
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ I
МАРГАНЦЕВЫХ РУД СОБСКОЙ ПЛОЩАДИ (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ) I
В современной структуре шельфовые и батиальные палеозойские отложения Лемшшсм зоны протягиваются в виде прерывистой полосы аллохтонов и параавтохтонов вдоль западва склона Полярного Урала. Породы Лемвинской зоны, по последним представлениям, формировав на континентальном склоне пассивной окраины Волочно-Европейской платформы. В целом J района характерно чешуйчато-надвиговое строение (рис.1). Рудопроявления и прямые pyjJ находки Собской площади на севере Лемвинской зоны контролируются углеродисто-карбонати терригенным комплексом няньворгинской свиты (D,—С,«), мощностью до 700 м, а в ее cocrJ
франско-фаменской пачкой углисто-карбонатно-глинисто-кремнистых сланцев, фтанитов, npocj доломитизированных известняков общей мощностью до 150 м. В основании этой свиты paasJ филлитовидные сланцы грубеинской свиты (Oj.zgr), которые перекрываются углеродисто-карбонатш терригенными отложениями яйюской свиты (C,Ja). Породы вышеописанных свит смяты I изоклинальные складки, запрокинутые к северо-западу, интенсивно рассланцованы и замев дислоцированы. Впоследствии стратифицированные рудные залежи подверг.-и! низкотемпературным изменениям, катагенезу, начальному метаморфизму и гипергенезу. Это jJ основание разделить оруденение на два крупных генетических типа: сии- и эпигенетический.
Сингенетические руды
Образуют стратифицированные залежи пластообразной формы мощностью от 10 см до 61 падающие под углом 45-75°. В оруденелой части разреза 150-200 м встречается не менее двух-тр рудоносных пачек средней суммарной мощностью до 9 м. Меньше распространены слойки-линзоч марганцовистых кремней и алевролитов мощностью до 1-2 см, прослои углисто-кремнис1
140
