CC BY
51
СИМПОЗИУМ «СОВРЕМЕННОЕ ГОРНОЕ ДЕЛО. ОБРАЗОВАНИЕ, НАУКА. ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
МОСКВА. МГТУ. 29.01.96 - 2.02.96
В.А.Дунаев
Всероссийский научно-исследовательский и нети-тут по осушению месторождений полезных ископаемых, геофизике, геологии и маркшейдерскому делу
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ОРУДЕНЕНИЯ И УСЛОВИЯ ЗАЛЕГАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАГНОМАГНЕТИТОВОЙ ФОРМАЦИИ
Выделено четыре типа магномагнетито-вых месторождений по составу соруд-ных и околорудных минеральных парагенезисов, разработана генетическая систематика структур, контролирующих эти месторождения, выявлены закономерности размещения оруденения в плане и на глубину, отмечены особенности строения месторождений, осложняющие их разработку.
Магномагнетитовая рудная формация возникла в связи с интрузивной фазой траппового магматизма позднепалеозой-ско-раннемезозойского цикла тектоно-магматической активизации Сибирской платформы. Она локализована в уникальной структуре глобального масштаба - Тунгусской синеклизе, образуя одноименную провинцию как иерархическую систему "рудная зона - район - узел - месторождение", элементы которой контролируются разрывными нарушениями фундамента платформы соответствующего порядка и местами их пересечения (сочленения), степень проявления которых в осадочном чехле может быть самой различной. С вулканотектоническими структурами Тунгусской синеклизы магномагнетитовое оруденение не связано, ввиду небольшой глубины формирования этих структур, ограниченной верхними горизонтами ее палеозойского основания, причем в раннюю туфовую фазу, сопровождавшуюся массовой выплавкой непродуктивных в металлогеническом
плане толеито-базальтов Характерной особенностью синеклизы является развитие в разрезе ее основания мощной толщи карбонатных пород с прослоями гипсо-ангидритов и каменной соли, вмещающих высокоминерализованные подземные воды и рассолы.
Размещение магномагнетитового оруденения подчиняется металлогениче-ской зональности Тунгусской синеклизы, которая коррелируется с ее структурно-фациальной зональностью. От бортов к центру синеклизы увеличивается интенсивность погружения ее основания и наблюдается смена осадочных палеозойских пород туфовыми, а затем туфолавовыми и лавовыми фациями нижнетриасовых отложений. В указанном направлении выделены три металлогенических зоны (краевая, промежуточная и внутренняя).
Краевая зона характеризуется преимущественным развитием палеозойских осадочных пород интенсивно пронизанных интрузивными траппами по зонам значимые месторождения магномагнетитовой формации, в том числе наиболее крупные из них, которые, как правило, локализованы в диатремах. Магненит руд этой зоны сильно изменчив по содержанию в нем магния, но доля собственно магномагнети-та, содержащего более 15% магнезиофер-рита, в целом небольшая. В краевой зоне совместно с магномагнетитовой имеют ме-
сто и другие рудные формации преимущественно магматического и высокотемпературного гидротермального генезиса: сульфидная медно-никелевая, халькопирит-пирротиновая, алмазов в кимберлитовых диатремах, титаномагнетитовая и апатит-магнетитовая в целочно-ультраосновных массивах центрального типа. Наиболее продуктивной является Ангарская рудная область, расположенная в южной части краевой зоны на сочленении мощных зон разломов фундамента платформы, следующих вдоль западного и юго-восточного бортов синеклизы.
Промежуточная зона занимает область распространения нижнетриасовых туфогенных пород и периферию лавового поля Тунгусской синеклизы, в которых заметно проявлен интрузивный трапповый магматизм. Магномагнетитовая формация в ней представлена небольшими месторождениями и рудопроявлениями, локализованными исключительно в тектонических зонах трещиноватости и дробления пород с более низкотемпературным, чем в краевой магномагнетитом. Характерной особенностью промежуточной зоны является широкое развитие в ассоциации с продуктами магномагнетитовой формации (сульфаторудной, полиметаллической, флюори-товой, датолитовой), а также самостоятельные проявления цеолит-капьцитовой (исландского шпата), баритцелестиновой и гапенит-сфалеритовой формаций.
Внутренняя зона территориально соответствует лавовому полю и практически лишена трагтповых интрузий. Магно-магнетитовое оруденение в ней не установлено. Минерагенически она представлена исключительно низкотемпературными формациями: цеолит-кальцитовой и медно-цеолитовой.
Магномагнетитовые месторождения формировались на небольшой глубине под влиянием гидротермальных растворов, свя-
занных с внутрикоровыми промежуточными очагами трапповой магмы. Эти растворы заимствовали ряд компонентов пород и захороненных минерализованных вод осадочного чехла платформы и сами создавали температурные условия минералообра-зования Месторождения группируются в четыре типа (гидросиликатно-карбонатно-магнетитовый, карбонатно-
гидросиликатно-скарново-магнетитовый, гидроксилмагнезиально-скарново-магнетитовый и скарново-магнетитовый), различия между которыми, равно как и разнообразие минеральных парагенезисов и особенности их зонального размещения на месторождениях одного типа определялись температурным фактором (начальной температурой растворов, степенью их термо-статирования и плановой картиной теплового поля), петрохимическими особенностями замещаемого субстрата, соотношением потенциалов кальция и магния в рудоносных растворах.
Г идросиликатно-карбонатно-магне-нитовый тип характеризуется преимущественным развитием в рудах низкотемпературной ассоциации (кальцит, хлорит и серпентин), которая слагает и околорудный ореол (многие месторождения Средне-Ангарского, Вельминского и Таймуро-Илимпеевского рудных районов).
Карбонатно - гидросиликатно-скар-ново - магнетитовый тип представлен месторождениями, в которых породообразующая составляющая руд сложена апо-скарновым карбонатно-гидросиликатным парагенезисом (кальцит, хлорит, серпентин, реже амфиболы или флогопит), а около-рудная оболочка преимущественно гранатовыми и пироксен-гранатовыми скарнами, кальцититами с вкрапленностью форстерита, граната и пироксена (месторождения Тагарское, Восток* Пихтовое).
Карбонатно-гидроксилмагнезиаль-но-скарново-магнетитовый тип похож на
предыдущий апоскарновым генезисом со-рудной минерализации и частично около-дурных метасоматитов и наличием вокруг них скарновой оболочки, но резко отличается от него широким развитием высоко-магнезиальных минералов - шпинели, форстерита, гумита, пираурита, шагренита, брусита и доломита (Поливское месторождение).
Скарново-магнетитовый тип месторождений наиболее распространен в Тунгусской провинции. Этим типом представлены практически все крупные ее месторождения (Коршуновское, Капаевскоее и др.) От ранее упомянутых типов он отличается преобладающим значением в породообразующей составляющей руд скарновых минералов (пироксена, граната, эпидота, редко форстерита, шпинели) и непосредственным развитием существенной части магнетита по этим минералам. Околоскарновые породы состоят главным образом из хлорита, серпентита, кальцита и цеолита.
В зависимости от дорудной геологоструктурной обстановки возникали исключительно рудные жилы, иногда с прерывистыми маломощным ореолом метасомати-ческих руд, или метасоматические залежи, но чаще всего залежи метасоматических руд с той или иной долей (2-40%) жильного оруденения. При этом рудные жилы обычно трассируют обогащенные магнетитом участки метасоматических залежей, с удалением от которых концентрация магнени-та в рудах закономерно уменьшается. По периферии рудных залежей развиты бедные мелкозернистые руды, что связано с переходом инфильтрационного метасоматоза на диффузионный.
Месторождения магномагнетитовой формации локализованы в структурах пяти генетических типов (тектоническом, плуто-но-тектоническом, тектоно-крипто-
эксплозивном, депрессионно-тектоничес-ком, и диатремно-тектоническом). Текто-
нические структуры представлены разрывными нарушениями, часто локализованными в контактах трапповых тел, крутого залегания, резко несогласного с вмещающими породами, как правило, осадочными терригенными (средний ордовик - пермь) и туфогенными (нижний гриас), и послойными, размещенными преимущественно в контрастных частях разреза яснослоистых
терригенно-карбонатных пород нижнего одровига - кембрия Плутоно-тектонические структуры - кольцевые зоны мелкой трещиноватости в окружении штоков диабазов, контролирующие субцилинд-рические метасоматические рудные залежи Тектоно-криптоэкспозивные структуры имеют явно выраженную первичную тектоническую природу, но вместе с тем несут признаки последующих флюидноэксплозивных процессво, которые завершили их оформление. Они делятся на крутопадающие, несогласные с залеганием вмещающих пород и пологонаклонные послойные с крутопадающим рудоподводящим каналом Депрессионно-тектонические структуры включают брахиформные грабенообразные впадины и кольцевые депрессии. Рудоконтролируюшнми являются со-бвертнкальные зоны трещиноватости и дробления пород в осевой части этих структур. Месторождения, локализованные в структурах упомянутых выше генетических типов, как правило, небольшие по размерам, но в ряде случаев имеют запасы руд до ста миллионов тонн и выше (Сурингдакон, Камышевский Байкитик, Орган, Верхний Оллонакон).
Диатремно-тектонические структруы - главный рудоконтролирующий фактор магномагнетитовой формации. Их основными элементами являются диатремы (брекчивые трубки глубокого, но ограниченного осадочным чехлом платформы, заложения, происхождение которых связано с выщелачиванием нижнекембрийских
солей и флюидно-эксплозивными процессами, обусловленными интрузивной фазой позднепалеозойско-раннемезозойского тек-тоно-магматического цикла), внутри-, транс и околодиатремные трещинные и трещинно брекчиевые зоны различного генезиса, чаши до- и синрудных туфогенно-осадочных пород, перекрывающие диатремы. Диат-ремно-тектонические структуры обнаруживают тесную пространственную связь с глубокими разломами фундамента платформы. Достаточно очевиден также их контроль структурными элементами ее осадочного чехла. По степени и форме его проявления различаются три геолого-структурные позиции диатрем: локальные брахисинклина* ли проседания в слабо дислоцированных субгоризонтально залегающих породах, возникшие вследствие глубинного солевого карста (Ангаро-Илимский, Ангаро-Чунский и Тесеевский районы), участки интенсивного проявления мозаично-блоковой тектоники в субгоризонтально залегающих осадочных породах (Ангаро-Катский район), узлы пересечения тектонических трещинно-брекчиевых зон в сложнодислоцированных призамковых частях горстаниклиналей (Средне-Ангарский район).
По степени сложности строения и разнообразию рудоконтролирующих факторов следует различать простые диатрем-но-тектонические структуры и диатремно-тектонические сооружения. Первые из них характеризуются обычно небольшими размерами диатрем, слабо проявленной тектоникой в их окружении, отсутствием транс-диатремных разрывов, Они вмещают, как правило, рудопроявления и мелкие, редко средние по масштабам месторождения. Основными рудоконтролирующими элементами простых диатремнотектонических структур являются внутридиатремные открытые трещины, в которых формировались рудные жилы выполения (месторождения Долоновское, Ермаков-
ское) и такие же трещины, но в оболочке скрытотрещиноватых брекчий, вследствие чего образовались сложные в целом столбообразные преимущественно метасоматические залежи с рудными жилами в центральных частях (Краснояровское месторождение); зоны скрытотрещиноватых брекчий, при замещении которых возникли исключительно метасоматические залежи столбоштокообразной формы
(месторождения Березовское, Татьянин-ское, Восток и др.).
В диатремно-тектонических сооружениях оруденение развивается не только внутри, но и в окружении диатрем, контролируясь при этом сложным комплексом факторов, включающем, наряду с указанными для простых структур, также и внут-ридиатремальные пологонаклонные дислоцированные блоки терригенно-корбонатных и карбонатных пород кембро-ордовика с интенсивной послойной трещиноватостью; трансдиатремные разрывные нарушения, элементы структуры околоди-атремного пространства (аналогичные упомянутым выше блоки осадочных пород, крутопадающие радиальные и пологие послойные трешинно-брекчиевые зоны, особенно в приподошвенной части трапповых силлов, участки аутигенного брекчирования осадочных пород) и зоны контактов чаш туфогенно-осадочных пород, перекрывающих диатремы. Каждое диатремно-тектоническое сооружение имеет свое конкретное выражение и масштаб проявления этих факторов, но в целом под их влиянием образовались сложные субвертикальные залежи, включающие стволовые (штоко-, столбообразные), субпластовые (линзо-, грубопластовые с постепенным выклиниванием и обрубковидные), крутые жилообразные и чашеобразные рудные тела, в которых обогащенные магнетитом участки контрлировались зонами наиболее интенсивного проявления дорудной трещинова-
тости. Такие участки представлены обычно сочетанием рудных жил и тел сплошных метасоматических руд в окружении рядового брекчиевидно-вкрапленного оруденения, сменяющегося бедными вкрапленными, прожилково-вкрапленными или полосчато-вкрапленными рудами Всего известно пять диатремно-тектонических сооружений (Коршуновское, Рудногорское, Капаевское, Нерюндинское и Октябрьское), вмещающие крупные одноименные месторождения с запасами руд от 400 до 800 млн.т.
Характер поведения магномагнети-тового оруденения с глубиной зависит главным образом от изменения в этом направлении строения рудоносной структуры и литологических особенностей вмещающих ее пород. Результаты структурноморфологического анализа и количественных расчетов изменения с глубиной размеров рудной площади и среднего содержания железа в рудах, выполненные практически для всех более или менее разведанных магномагнетитовых месторождений, позволили выявить, что с увеличением глубины для большинства из них характерно уменьшение продуктивности оруденения. Эта тенденция обусловлена уменьшением на глубине степени раскрытости трещин в связи с увеличением литостатического давления, чем объясняется с одной стороны выклинивание рудных жил на глубине от 100 до 750 м в зависимости от их размеров, а с другой - снижение интенсивности руд-нометасоматических замещений. Кроме этого важную роль играет также сужение рудовмещающих диатрем с глубиной и увеличение в породах их выполнения доли инертного траппового материала, как в виде обломков, так и тел интрузивных траппов и траппобрекчий.
Достоверно установленная глубина выклинивания промышленного оруденения для большинства месторождений в структурах различных генетических типов,
включая простые диатремно-тектонические структуры, колеблется от 200 до 500 м, редко достигая 1 км. Месторождения, локализованные в диатремно-тектонических сооружениях, вследствие их крупных размеров и более широкого, чем для простых структур этого типа, диапазона факторов, влияющих на масштабы и интенсивность оруденения, в большинстве своем сохраняют промышленные параметры до нижней границы разведанного контура (1 - 1,5 км) и характеризуются сложным поведением оруденения по вертикали, часто нарушающим общую тенденцию к снижению его продуктивности с глубиной Основными факторами, способствующими этому, являются:
• чаши туфогенно-осадочных пород, играющие роль экрана для оруденения диатрем Октябрьского и Капаевского месторождений, вследствие чего основные промышленные запасы руд компактного залегания расположены под этими чашами на глубине свыше 250-350 м;
• перекрывающие частично диат-рему блоки траппового силла, под которыми на восточном фланге Нерюндинского месторождения основная стволовая рудная залежь имеет крупные размеры и столбообразную форму, а выше их резко уменьшается в мощности и переходит в грубопластообразную;
• отходящие от диатрем собгори-зонтальные трещинно-брекчивые зоны неясного генезиса в связи с трапповыми силлами (в такой зоне на Нерюндинском месторождении локализованна крупная пластообразная рудная залежь на глубине 550 м);
• дислоцированные блоки терри-генно-карбонатных пород усть-кугской свиты (нижний ордовик)
и карбонатных пород нижнего кембрия в окружении диатрем и на их глубоких горизонатх (им обязано резкое увеличение размеров рудной залежи Капаевского месторождения в интервале глубин 600-750 м и смена сокращения масштаба оруденения на постепенное увеличение их с глубины около 700 м на Коршуновском месторождении, в меньшей степени этот фактор проявлен на Рудногорском месторождении) Изменение соотношения сгволового и субпластового оруденения, качества руд по вертикали в самом большом диапазоне глубин детально изучено на Коршуновском месторождении, которое в этом плане является эталонным для Тунгусской провинции Результаты такого изучения показали, что с увеличением глубины закономерно сокращаются масштабы и содержание железа в стволовых рудных телах, которые практически полностью выклиниваются на глубине около 800 м, но вместе с тем с глубины 300 - 350 м, а особенно сильно с 600 м проявлено субпластовое оруденение, преимущественно в нижнекембрийских породах, масштабы которого вниз по вертикали за-
метно возрастают вплоть до нижней границы разведанного контура (1400 м), но при этому руды остаются бедными (22-25% железа), к тому же с глубины 700 м сильно засоленными за счет широкого развития галит-магнетитовых разностей
В настоящее время отрабатываются карьерами верхние части Коршуновского, Рудногорского и Татьянинского месторождений. Опыт эксплуатации наиболее старого карьера, отрабатывающего Коршуновское месторождение, показал, что снятие в процессе дренажных мероприятий напоров верхних водоносных горизонтов, представленных пресными водами, повлекло за собой подток залегающих на глубине рассольных вод и остро поставило вопрос об их утилизации. При проектировании подземных рудников, кроме угрозы рассольных вод, необходимо учитывать следующие специфические особенности магнетитовых месторождений Тунгусской синеклизы: пологонаклонное залегание и интенсивную послойную трещиноватость вмещающих осадочных пород, слабую устойчивость руд и околорудных метасоматитов, явление набухания и разрушения в атмосферных условиях засоленных руд и вмещающих пород, особенно ангидрит-доломитовых.
©В.А.Дунаев
Г*~
На содержание Имп. публичной библиотеки разрешено отпускать с 1986 г. по 133470 р. (в т.ч. 34 тыс. на приобретение рукописей и книг и доставку из-за границы), а в 1899 г. по 142470 р.
«Новое время», 10 августа, 1895 г.
Автор периодического закона Д.И.Менделеев, отец современной эмбриологии А.О. Ковалевский, физиолог И.М.Сеченов, зоолог И.И.Мечников, А.П.Богданов, Н.А.Меншуткин, А.Г.Столетов пользуются заслуженной славой во французском ученом мире. Появилась в свет на французском языке первая часть «Основ химии» Менделеева. Акад. Мильн-Эдварс заметил: «Недалеко то время, когда нам придется учиться по-русски».
«Новое время», 11 августа, 1895 г.
В С.-Петербургском университете предподавателями, лаборантами и хранителями кабинетов состоит 191 человек. В Московском университете к этому же времени состоит преподавателями 222 человека.
«Сын отечества», 11 августа, 1895 г.
