Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Генетическая и прикладная минералогия натриевых метасоматитов железисто-кремнистых формаций Украинского щита (по природным и экспериментальным данным)

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Генетическая и прикладная минералогия натриевых метасоматитов железисто-кремнистых формаций Украинского щита (по природным и экспериментальным данным)"

ЛЬВОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ иы. Ив. ФРАНКО

На правах рукописи ЕВТЕХОВ Валерий,'.Дмитриевич

УД{ 649:653.31:563.22

ГЕНЕПИЕШЯ И ПРИКЛАДНАЯ ШНЕРАЛОГИЯ НАТРИЕВЫХ МЕТАСОЦАТИТОВ ЖЕЛЕЗИСТО-КРЕМНИСТЫХ ФОРМАЦИЙ ЮТыШСИОГО 1!^ТА' (по природным и экспериментальным данный)

Специальность 04.00.20 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-юшералогических наук

Львов П92

•работа выполнена на кафедре минералогии,' кристаллографии и месторождений полезных ископаемых Криворожского горнорудного института.-

* . - Официальные оппоненты: '

доктор геолого-минералогических наук,профессор В.И.Павлишин (Йнститз'т геохимии и физики минералов ЛЧ Украины, г.Киев),

доктор геолого-минералогических наук Ю.А.Полканов (Государственный украинский институт минер-лышх ресурсов, г.Симферополь),

доктор геолого-минерат-огических.наук З.М.Ляшкевич (Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН Украины,

г.Львов). . ,

Ведущая организация:

Научно-исследовательский и проектный институт "Механобрчермет",

г.Кривой Рог

" (р " _ 1992 г. Л

Защита состоится час. на заседании специализированного Совета Д.068.26.04 при Львовском государственном университете им. Ив Франко.

Адрес: 290005, г. Львов-5, ул. Грушевсого, 4, геологический факультет, аудитория 319.

С диссертацией кожно ознакомиться в научней библиотеке Львовского государственного университета.

Автореферат разослан "<££ " ЛаХХ[1/П£\ к 32 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат

геолого-мшералогическнх наук'/ Е.М.Сливко

:ертлций

ОБШ ХАРАКТШСТШ РАБОГЦ

Натриевые метасоматиты-существенно рибе!.'тового, эпгашового, реже альбЕтового состава являются сцнк.ш з наиболее экзотических и в то • э время широко и повсеместно распространенных минеральных образований в относительно монотонных по составу докч/брийских железисто-кремнистых формациях. Они присутствуют х железорудных толщах всех континентов, а из 50 наиболее'-кр^шых месторождений этого г зети«сского типа Восточно-Европейской'и Сибирс; & платформ натриевые метассматкты отчече»ч дяя 41. В разрабатываемых пелесис-:ых горизонтах ряда месторождений Украинского щита (Первомайское, АнноЕское, Келтореченск е, Горк'шн-Плавнин'-кое, Лг.ириковское, Петре ское к др.) натриевые метгеоматиты составляет от 10 до 10% объема добываемых бедных магнетитовых руд что в целок по Укра"не составляет окол 60-70 млн.т. руц ежегодно.

Являясь заверившим копиым гипогенном прглеисг.-, "атр! звый метасоматоз вызвал 'глубокие ;.:инералог..ческие изменения железистых кварцитов и, "ак следствие, значительные изм ненпя их *изичзских и технологических свойсть.

Актуальность ..сойлег.тк .решению которой посвящена гиссерта"и-онная работа, опр деля-тся насущной необходимость^ -азраб .'ки обобщающей минералогической ..гаделк ратриеЕ^ю метасоматоз "1 в толщах :елеоисто-кремн;;стых формаций до"ембр.ш. По'-ре^чость в ней выэва- . на с о:,яо!1 сторош., ва'кнр-гью-теор°тическ"1с мпнер&ло^ичег-ис исследований метасоматкчьокого процесса ддг понимания условий )тано-ь.»ениг современного мин.ральногс обл::ка железис.ых пор а с дру-- ой - необходимостью решения проблемы приклацни" минералогии месторождений метасома.'ичэски измененных мг^нетитовнх кварцитов, чте ' является-основой оптимизации работ»' горнообогатижвльных р^мбена-тов, п. зшгечия эффективном." использования яелезорудне э.сыр^г.

Цель работы - создаг-е нр основе п^ироднкх и эксперимекгал:)-нкх данных пространстве шо-генетическс" мине-алогичес/ой модели д,атр1. .вого г'етасокат за в железистых кварцитах п^огуктивных толщ железисто-кремнистых формаций докембрия в связи с их мг'ерало^о-ихнзлогическс': оценкой и картированием.

Гост тсешго цел:' диссертационной работг спосооствов^о еыпол. ненис следующих зацг.ч: I) изучение особенностей локализации тел ■¿солею рудных на ригвях метасогатитов в пределах планетапных регионов, железорудных бассейнов и отдельных месторождений; 2) исследо-

ванио'кмералогическоЕ зональности кетасомаигёзских тел на.примере месторождений метасоматически иэменеяных железистых кварцитов Украинского.тага; 5)-экспериментальное моделирование услоеиЛ локализации и' формирования минералогической зональности метасоматкчес-ких-тет;-4) оценка роли тектонических, стратиграфических, .яшера-логечсских- и дрзтих факторов локализации и формирования минералогической зональности тел натриевых метасокатитов; определение характера генетических и иерархически взаимоотношений меащу различ-шз,ш фак. орами;'5"» составление кадастра миг:эралов натриевых мета-ооматктоБ, изучение их распространенности по зонам метасоматичес-!-"лх тел, железорудным месторождениям и районам; 6) исследование >;а. основе природных и экспер;;мегтальных данных елияния натриевого .метасоматоза па мог4ол°ги®, состав п свойства реликтовых и новообразованных минералов; изучение онтогении ч типоморфизма ведуида' [.'¿неролов натриевых метасомат-тов; 7) ийучекие на топоьл«ералоги-«ёском фене, по данным природных к экспериментальных на&. жен„Ё, основных тенденций изменения минерального состава, текстуры, структуры, химического состава, ф^ических счоЕств и технологических характеристик исходных железистых кварцитов в связи с натриевым метасоматозом; 8) определение минералог! геских,структурно-текстурных, химических и фг-ических критериев выцелею.я минералого-тсхно-логических сортов натриевых метасоматитов и вмещающих железистых' кварцитов как бедных магнетитовых ^уц; выявление сопоцчиненности выделенных критериев с позиций пан^ипомор^изма свойств руд; сог-а-Еле«ие рациональной к.;нералого-т хнологическсИ классификации руд; 5) разработка метрики и проведение м:нерг.~ого-технагогического картирования месторождений ¡«егасоматически измененных'жечезггетых кварцитов.

Фактичрс.туо основу работы составляй результат : ~:ноголет; лх исследований, п^оведеннь авторам в Криворожском горнорудном институте (1969-1991 гг.) в качестве чеполнитгля, а затек руководите ля госбюджетных и хоздоговорных работ по изучению генетической :: прикладной минералогии железорудных натриевых мегасоиатито*. Б хо де работ были изучены более 5000 кчнерапогических проб-, отобранных из продуктивных толш 37 меоторог^ений уетасоматкческк изменен нкх маьче'штоных гваргатор Украинского, Воронежского, Балтийского и Алданского цитов. В Лаборатории мстссоматг -ш Института эксперт мептапьной минералогии АН СССР ив Лаборатории модельных шп.ера-с ги-исьлх систем ка^едрг мпнерзлогии Криворожского горнорудного и; о^К'.'ута бггли нроведены бо.чеэ 200 экспериментов по коделировзш:")

условий локализации, зональности, минеральных яарагенезасов, а также особенностей эволюции технологических свойств железорудных натриевых глетасоматитов. Были такяе изучены и обобщены данные из более чем 1000 литературных и фовдовых источников.

Методологической основой диссерт?дионной работы являетсй'па-радигиа" генетической предопределенности локализации, морфологии, состава и свойств геологических объектов ряда минерал - порода -метасоматическое тело. Комплекс исследований включал вопросы сись тематической и топоминералогии, онтогении и типоморфизма минералов и железистых пород, физико-химичесга с условий среды метасома--тического мн.чералообразовашш и технологической минералогии железорудных натриевых мэтасоматитов. При этом использовались как традиционно тан и современные физические методы исследования минералов и минеральных ассоциаций: микроскопический, электронношкрос-копический, рентгеноструктурный, химический, термобарогеохимичео-кий, микрозондовый, спектральный, инфракрасной спектроскопии, автоклавный и экзоклавннй методы экспериментальной минералогии, методы физико-химического моделирования процессов минералообразгва-ния, математической статистики с использованием компьютерной техники, различные методы изучения механических,магнитных и технологических свойств минералов и железных руд, оригинальные методы минералогическою и геолого-технолегического .картирования яелезоруд-ных натриевых метасоматнтов и др.

Основные защищаемые положения.

I. Локализация натриевых метасоматитов в пределах толщ железисто-кремнистых формаций докембрия строго закономерна. Впервые проведенное ее всестороннее исследование позволило разработать классификации и определить характер проявления основных факторов локализации метасоматических фел в пределах геологических объектов различного масштаба - от планетарных яелезорудш": регионов до отдельных рудных пластов: ' • „.

- тектонический фактор: для более чем 90$ из изученных 170 метасомгтичьлшх тел 26 месторождений обнаружс г:, тесная пространственная t-вязь с Д1.л.!онптивншли, реже пликативннми нарушениями,-которые, являясь каналами фильтрации метасоматизирующпх растворов, контролировал! локализации, размеры я форму тел натриевых метасоматитов;

- стратиграфический фактор: прьимуиесггэнным распространением натриевые ь.етасомагиты польз^чтся з толдах железистых горизонтов желсоисто-кремнистых формаций (около 7^% от Есего объема мета-

"о., ^тичеоки измененных железистых пород) по сравнен"*) со сланцевыми (около 5%) и промежуточными по составу 'сланцево-желёзистыми горизонтами (около

- минералогический фактор: минеральный состав исходных желе' злотых пород и зна жтельной мере определял динамику, кинетику и

некоторые физико-химические . 1раметры , и др.) среды ме-тасоматичсского мулералообразования; природные и эксперименталь-ше исследования позволила ус тановить следующий р ад исходнк: минеральных пэрагенезисов в порядке уменьшения активности их замеше-нп эгириновыми и рп^екитовши. метасоматитами: гемат^г+кварц —>-магн '¿чгг+гематит+кварц —магнет'-т+/"арц —«- магнетит+кумминг-тонит+кварц'—»- куммингтонит+кварц; в пределах крупных железорудных регионов минералогически* фактор определил преимуи,оствешое развитие натриегих метасоматитсч в продуктивных толщах месторождений железистых кварцитов, метаморфизованны^ в условиях з™идот-ам-фиболи-гюй фации (около 80% изученных метасоматических тел) по сравне: лю с мс т амор *из о - аннымл в условиях амфиболитовой, гращ л-г.товой и ;еленосланцевой фаций (соответственно, II, б и 3%).

. Тела железорудных натриевых м^ пасома, лтов обладают минералогической зональностью, име-цей универсальный характер и формирующейся в резулы 1те эволюции состава метасоматизирующих флюидов в процессе их фильтрации сквозь тол1.л ::элезистых .-зарцлтов; в общем случае отмечается следуищая смена метасоматических зон в направлении от тыловых к передовым: зон? ->гиринизации —*• зона рибекити— зации —>• зона окварц: вания —(зоне, карбонатизации) —»- неизмененные железистые кварциты. Интерференция антигенной и метасома-тической минералогических ональностей явилась основной причиной значительного расширения минералогических спектров продуктивных толщ железорудных мееторолгцени:., несмотря на отчетливо проявлявшееся стрешлан-е мин .ралогенерируювдх -истег, к состоянию мономинера-льности'образ} щихся'натриевых метасомат':хов тыловых зон.'

3. Термодинамические расчеты и экспериментальное моделирование натриевого метасоматоза в системе Иа^-РеО-Ь^-^О-Оз позволили количественно определить основные физико-химические условие процессов метасоматического минералообразования:

- оптимальными условиями обшзован"я в железисто-кремнистых формациях эгириновых метасоматитов являлись: Т = 4о0-600°С, Р = 100-Г00 ¡,Ла; = -20 - 1-25), а№+/ аН+ - 3-11 • рибекито-вых ыетяс01..атит.1р:2,1 = 300-500°С; Р = 50-200 Па; {0 = -20 -- >.-251д е.|а+'/иц' = 4-10: ' 2. •

- (лугитивность кислорода в ходе метасоматоза задавалась ж( .е-

зорудной толщей и колебалась,в узком интервале, ограниченном, с одной стороны, гематит-магнетитовым, а с друг Я - квар^-кукмингто-нит-магнатитовым оуферами; величина же а^/а^ ог еделялас*, про-имущестг энно, внешними источниками, "в зпаченир обусловливало самое вероятностт и активность процесса натриевого метпсоматоза;

- ореольные зоны окваргчвания формировали« только в инфильт-рационных метасогатических колонках вследо^вие выноса кремнрэема пото, эм р?атворов за пределы зон активного синтеза I .триевых катов; в диффузионных условиях образоьание зон окварцеваю:я было невозможным по причине миграции кремнезема только в направлении уменьшения его концентр-дии в растворе;

- вынос кремнезема как е шфш>трационных так и в диффузионных опытах за предел" зон натриевого метасоматоза сопрововдалс^ повышением обчегэ содержания железа в экспериментальных г гонках: в природных условиях такие пгюцессы сопровоядг шсь образованием Согатых железных руд первомайского тпаа. '

4. Основ"ой причиной вариаций морфологи.., состава и свойств новообразованных (эгирин, риекит, тртраферрибиотит и др.) и реликтовых (магнетит, гематит, газарц п др.) минералов натр'звых мета-соматитов являете- рас -лчив сочетаний процессов «¿потаяли щия, перекристаллизации, рекга.:таллпзац::и, поездомор^изациг минералов

ч о.цельных зс-ах метасоматичгзких Т"л как результат разлп-.

чи" в иг пределах Г-Т-Х-ус..обий сре*тг мета"окатпческо^о мпг, рало-образования. Еыделение тиломорфгах характеристик минералов тзво-г" ллло сделать заключение о заметпм рагчиренял пределов "толебений пх числовых значений в продуктивных толщах месторождений тел^ыору-дных натриевых мета-'окатпк-а по сравнена с месторождениями неизмененных-железистых кварцитов. Объединение результатов исследования то. эиинералогии натряевгх метасоматитов и тшюмор$..зма с.;г?аи-> щих их минералов позволило разработать оригинальные методикг и впервые провести минералогическое картирование ряда гэстороздений ::етаоматически измененных же-.гзк-тых кварцитов.

5. У^гановл .н универсальный харегтер гетерогенизапии про;,ук-1 гвных толщ месторождений железорудных натриевых мета:оматитов по технологическим показателе I в сравнении с месторождениями неизмененных железистых къарштов. Гларш.з ее причины состояли в различной направлен«оти минералогических изменений исходных желсзистых кварцитов в разных зонах метасоматических тел, а.также в неоднородности метасоматической проработки жельзовуднкх толщ. В результате пределы -олейании значений качества получаемо! ; жг>лезопудно1 о конгентрата расширяются с 63-68 уас.% для месторождений чеизгонгн-

них келезистых кварцитов цо 59-Й9 мас.$ для месторождений железо рудных натриевых метасоматитов, а количество выделяемых технолог: ческих сортов руд ; хстет,соответственно, с 3-4 до 4-5. Приходные И экспериментальные исследования топоминералогии, типоморфизма гд не^ало'в И обсгатимости железистых кварцитов инатриеЕыхм.тасома титов явились о новой разработки минералого-технологических клас сификаций руд ряда месторождений и методик их геолого-технологич ского картирования, которые активно используются для уточнения с рьевой сазы месторождений, перспективного •: оперативного планиро вания' ведения горных работ, оптимизации процесса усреднения руд перец подачей их на обогатительные фабрики,совершенствования раб ты геологической и других служб горнорудных предприятий.

Новизна и научная значимость диссертаци.нн.й работа состоит д разработке единой минералогической мод ли натриезого метасомат за г различных по составу породах продуктивных толщ кед*, зисто-кр мнистых формаций докембрия. В работе детально описаны и решчны следующие вопросы: I) впервые разработана номенклатура г определ на иерархия различных <£:.ктгчов локализали натриевых метасомати-тов в челезисто-кремнистых формациях, выявлены особенности их пл явления в пределах геологических объектов различного масштаба -от отдельных прослоев железистых поред до планетарных железорудных регионов; 2) впервые обнаружена и исследована минера'эп 1ес-кая зональность метасоматичес.-дас тел, оценена роль основных фаю ров ее формирования л исходных железистых поводах различного сос та^-а; 3) составлен кгдастр новообразованных и реликтовых минералов железорудных натриевые метасоматитов, определена их распроы раненность по ^онам метас'оматических те.:, основным типа.,1 стратш рафических горизонтов и месторождений железисто-кремнисты" .¿о^м; чий; 4) впервые изучены особенности-эволюции мор£„л гик, сослав; и свойств ведпггих минералов начрпеЕых метасоматитов на генетиче( ком и топоминералогическом фоне; 5) на согземенной научной и ме: дичеокоЧ основе проведено экспериментальное и физико-химическое моделирование ¡фецеюов локализации, сторнирования зснальн^сти и ооразогания основных парагенетических ассоциаций минеров натр; евых метасоматитов; 6) тшервые с использованием природных и эко рдаентальных данных изучены особенности изменчивости текстуры, структуры, генерального И химического состава, а такке меха1:;;че< ких.магтчтчых и технологических свойств железистых пород по зон чсгасомагических тел;-7) определены критерии, используемые яля деления кинералого-технологических сортов натриевых ;.:етасо>.:;--тпт

как бедных магнетктовых-руд и впервые разработана их мзшерьлого-гехнолсшческся кл- ссификация; Я) разработаны оригинальные-методики и прове! но геолого-минералогнческое и геолого-технологическоа картирование ряда месторождений метасоматически измененных железистых кварцитов.

Практическое значение результатов диссертационной работы определяется: I) использованием выявленных закономерностей топомине-ралогии натриевых глетасоматитов при геологическом и минералогическом картировании месторовдений метасоматически измененных жвлезио-гых кЕарцлтов, а в последние годы ,для оценки локализации в пре- ' делах метасоматических тел альтернативных видов рудного и нерудно-гг сырья; 2) применешем полученных в ходе работы типоморфных морфологических, химических и физических характеристик минералов для повышения эффективности минералогического картирования и технологической оценки железорудного сырья; 3) использованием разработанных для ряда месторождений кинералого-тзхнодогических классификаций руд при уточнении минерально-сырьевой базы месторождений и повышении эффективности усреднения руд перед подачей на обмати-телыше фабрики; 4) применением встроенных для ряда месторождений геолого-минералопкеских и гелкого-технологических карт при оперативном и перспективном планировании работы горнодобывающих и ооогатительных ¿"оецпрйятий.

Б целом практическая ценность диссертационной работы состоит в тем, что впервые месторождения железорудных натриевых ме^асома-титов были рассмотрены как особая генетическая и промышленная разновидность железорудных месторождений, требующая адаптированных гетодов веления их разве ,ки и разработки, а также оценки качества, усреднения и обогащения руд.

Внедрение результатов работы на Первомайском и Анновско-,' рудниках Сев рного горнообогатительного комбината, на Первомайском руднике произвол.гвеш ого объединения "Кривбассруда", в Северно-Криворожской геологоразведочной партии управления "Укрчермэтгеоло-гия" обусловлю повышен*.е эффективности работы геологических, 1Л-нологичес! х и других с.г/жб предприятий и организаций, сроеобств >-вало повышения, качества получаемого ,-елезорудного концентрата. Гюцтверждешг'Ч годовой экономически'! эффект от внедрения результатов работы на Северном ГОКе и в производственном объединении "Крн-в./ассруда" составил 227,.: тыс.руб. 1\юме того результаты исследований по теме диссертгщии используются в л кциенных курсах, читаемых авто-ом на кафедре минералогии, кристаллографии и месторождений полезных „1скглаемых Криворож"'юг^ горнорудного института

Таким образом, полученные в работе"результаты создаст принципиально . новые возможности в изучении иелевисто-кремнистых формаций докембрия и представляет собой решение крут-ой научной проблемы - разработки сообщенной кинералогической модели натриевого метасоматоза в ^окембрийских_ келезисте-кпмнистых формациях. Данные, ш. лученные при изучении локатазаыи и зональнпти метызоматичес-ких тел, строения, состава и сеойств натриевых метасоматитов к слагающих их минералов, гзляется основс" развитиг нового нг тчно-пт'икладного направления - топокинералогии нелезорудных натриевых матассматктов.

*>т)ук<гура и объем рас .ли. Дисертция состоит*из введения, цвети Глай'П 1-аключонп, содержит 3 страниц текста, 1,о8 рисунков и 53 таблицы(15 в тексте и 38 - приложениях); спиг к литьрату-рц ьлшочает 322 наименования.

' Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 31 абот, в том числе 2 коллективные монографии. Результаты исследа. ша& докладывалась автором на 36 всесоюзных, республикан-■ сках и ртионал*нкх симпозиумах, конференциях, совещаных, а так- . еэ на .многочисленных заседаниях технических советов р.да предпри- • г-ий. организаций : отраслевь.. научно-исследовательских институтов.'

Благодарности. Сбор материала и обработка результатов иссле- • дований были провожены автором в сотрудш.¿естве с О.К.Валеевым, Д.Н.Кондратьевой, А.Н.Конозалом, Е.М.Романюк, Л.П.Магарь. Эксппри-. ментальные исследования выполнены прй сгдействии сотруднипв ТОМ АН. ССС? Г Л.Зарайского, Балашова,'Г Б.Шапслалова, Ф.М.Стоянов-,с эй, Е.В.Рядчк овой, Г.П.Ирам.ва,' А.А.Бу; ;ина. Помощь в изучении' строения;. состава и свойств минералов л пород автору оказали • Е.Н.ШидоЪска , Л;А.Католико_а, .".И.Полтсв д.В.Д.Доценко, И.В.Хсло-шин, В.Я.ЛРтедза. Автор пользовался содействием и, консультациями Д.С.Корейского, Е.п.Лазаренко, А.А.Мара кошева, Ю.П.Мельника, л.И.Пирогова, А.И.Стрыгина, Г.В.Тохтуева, И.Л.Иванова, А.^Никольского, А.Г.Яабина, Ю.А.Гал!. -урды, Д.К.Вбзшша, И.II.Шведа. На всех втапрх работы автору оказывали поддереву геологи производственных . орган-'-заци". П.Н.Хартшовй'., И.Г.Сокуренко, Л.А.Белохвостов, А.И, Сёледкий. При оформлена: работы автор обращался за помощью к Л.П. Мосинцовий, А.П.Пк-гайловой, С.в.оынче, 1 .А.Пироговой. Всем,,ока-,вавшим содейст: ае в выполнении работы автор тиража т глубокую бла-' годарность. Особо признателен автор Г.!..Зарайскому за постоянную помоць в проведение исоле; ваний', обсуждение полученных результатов и замечания, высказанные „ ходе написания диссертации.

д.

I. HATFKEBUE KETACOJ1ЛТИТЫ В т^ИТЮ-ХГ^НКГШ

ДОКЕлЬТ'«!

К яелезорудным натриегта метасокатитдо (ьяа) болы-анстве ис-слепогателе" итиоспт специфические по составу, "троению и свойствам эгкрин-, рибекит-, реже альбит-согер: лже поре ;ы железисто-кремчистих формаций. Метасоматические тел ' запита о" секушее i :л согласное положение по отнотешп i: пластам железистых кварцитов п сланцев. Существующие пгеметалления об условиях образования Ж' можно объединить в сле^уюаие четы.з гипотезц.

1. Гипотеза их гияротер.\. Л1Нэ~метасомати«еского образования за счет исходных железистых кварцитов : сланцев в свя-'з с проявления;, iE посгмзта орфического кпел го для основного магеатг ка '.ь.И. Лучкцкпй, 1943, 154,; л.Н.Чуреков, 1947; Е.Ир Гклс-иннина, 1949, 1953; Л.П.Семененко, 1953, .958; Д.С Кофинский, 19ПЗ, 195"; Л.П. Никольски.., 1956, i960; А.Л.С' рипш, 1959; . x-jssi, 1963; A.Chat-torjeo , 1939 и др.) .

2. Гипотеза образования железистых пор^д, содержания натрне-силикаты, в результате ¡.хтаморфязма хекопннг-клазтог"чшц..

плл 1улкштаггрно-хекоген"о-клас'1 ^генных садко, изначально содер-жавг-tx натрий (Л. ,!.Кан1;болоцки2,' I94R; В.С.Цог.гарев, 1955; В.И.Ска-р~инский, 1958; И.В.Алекс.-тлров, 1959, I9S3; !*.А.Я, Жук, т?73; С. Klein, J966, 1983; н.р Urfgstor , Т.Ь67; J.-O. Blockley, I9t?\A.F.- . Trendall, 1968, 1983; T i.'iyanc, 1978, IS84; И т. solo- IS3I; H.J. Бзике о , 193^, 1984 И др.). ■ .

3. Гипотеза ггцротерм^льно-метасомати .еского'обрг озания 21" ■ за счет исх.дних железистых пварцитов п сла..дев ю^ действием натрий- одержащих флюидов глубинного, возможно, ювенильнг-о преиохсч*-денля, не имеющих прямо!, связи с интрузивами (Н.... Елисеев, 1965; B.i ,Кул;ев, 1965, 1972; А.8.Сг..тцнн, 1966; Я.Н.Белевцев, 1967,1969

г. др.).

4. Гипоге а кочвергептностя образорчшгя 5JM (А.И.Стрыгян, 1078, Т934 л др.).

Проведение автором .гиссертащы изучение бол е 200 четасома-тических г er 37 железорудных месторождений показе 'о, что последняя птотеза наиболее полно учитывает разнообразие локализации, • с/роения, минерального и хге/кческого состава, мыаплогс.ши ЖНГЛ. Однако в пределах продуктивных толщ ме торождений подавляющи рас-i ¿оотрг.-.знием по'гзустся эгирин- и рибек*.;- соце^аихс келыпе не -юрод*', necytuie явт j черты гидротермально- ет^сспатзчо^когс про-

исхо-кденллч

. П. ЛОШИЗМШ ЕЕЕЗОРУДНЫХ НАТРИЕВЫХ МШС0?.1АТИТи

Изучекке локализации минеральных тел является одним из основных .направления топгтш;°ралсгпческих исследований .Ч.П.Юи'кин.'Рвг) Отдельные черты локализации Ж рассмотрены в работах Н.И.Свиталь-схого и пр. (19&2) . П.М.Канпболоикого (1946), В.И.Лучицкогс (1947) Ю.йр.Поло"И!ш;ной (1949), Д.С.Коржинского (1954), И.Б.Александрова (1959), Л.И.СтрыгЕна (1959, 1966), Н.А.Елисеева и др.(1961), А. Глэголера 11965) , С.И.Лазарева (1971) и др.

■ В настоящей раооте впервые проведено всестороннее систематическое исследование условий и иакторов локализации натриевых метасоматитов, определены иерархия и характер Езап.-но'/ свя~и факторов локализации, изучены особен—эсти их проявления в пределах геологи-чес чих с1ъпкто'й различного масштаба - от планетар-цх регионов до отдельных железорудных тел.

Локализация полей развития клриезих метасо;.;атг!тоь в пределах кругших желгзодуцных объектов - регионов, провинций, областей, рр-Йсрор - контролируют два основных фактора: тектонический и метаморфический. Роль пегшого состояла в создании глналов фи.~ьтра"ии ме-тасоматизпруЕэцих флшцов. Топоминералогические исследования пока-з«ги, что наибе 'ее крупные зоны распространение- ЖНМ при,, романы к узлам пересечения глубинных разломов, оперяжих их более мелкгх разрывных нару!!!Э..иЙ или : з&чкочым чел л/ крупных _скшслиналей. П"ч-мерами могут гтут.:т;. пол- развития натриевых метасоматитов Первомайского, Анновского, Ее тореченского, Пнгулгдкого, Гопкшг'-Плав-Ш1 не кого и ря...1 других месторождений Крлвого'кского и Кременчугскг -го железорудных рг^соь. В КриЕбассе таким узлом является место пере~еченгл сусмерпдиональнгго КриЕорожского и субгиро.ного Девла-довского ~лу'и:лшх разломов е районе Первомайского местор^ чтения (тэис. I). С упаленпрч от "рчинк" шзъ'-енкт^вшх узлов гтепень мета-сомати-еской переработки яслезистых пород заметно „-меььшается.

Роль метафорического (, .ктора проявляется г препмуислвэнном развитии ЗЕГЛ в "олщаг железистых пород, метаморгкзованг 'х ь условиях эиидот-амЬиболято^ой фетиг. На это укагчваст результаты г >ц-егтоь сасшюстранпнносгл г прот/ктавпше тллвнх 67 наиболее крупных железорудных г/есто?.о«кенпв к районов плаигтн (таб.г- 1).

значение рас .эгст^аненигстя ГГ.' по.' ":ени такг.е по ре з гльтатк»; изучения г.'сегоромгзьт;'' " ;удопг,сявлси!'й Украинского акта '"•).

5 Юкм

ч1*

г ^ 0.2 0.8 0,3

Рис. I. Схематическая карто распространенности £Ш в пределах продуктивных толш месторождений Кривбасса.

На диаграммах: I - зи"жчовые, 2 -рибекитовые, 3 - аиь-йитоЕые метасомататн, 1 -1 - окварцованны.е железке гые породы орео-лышх зон метасокати-чесгах тел. Цифрамп показано объемное содержание адетасокати-тов в пределах продуктивных толп; уес'юро-жцений,-

В пределах боле мелклх железорудных объектов - честорс: -денгй, рудшх полей и залежей - локализация метасоматиче;ких

тел определялась, преимущественно, тектоническим, стратиграфичзс-

Таблица I. Планетарная распространенность натриевых мет. ■ зома-титов в толща- железисто-кремнистых формации раз___ллчннх ступеней метаморфизма_____

Фации ,/етамср|)Измг

Ко.гучеотво месторождений

2

I

I

Всето

Зеленосла>"1евая ? - 6,4$

Эпидот-ам^ибо-чтовая 13 - 61,95?

/..лФиболитоЕат , нет

Граг^литовая не г

Б - 19,32 23 - 74, 31 - 1С0Г-:

7 • 33,321 I - 21 - 1С0%

* - $7,1% 3 - 42,,9'« 7 - 100/5 I - 12,5« 7-е?",52 8-100,1

1-3: натриеые оиллгаты явл.тотс." породообразующими СП, • то-^остег.енчцми (2) глтер.'-.ламп или не отмеченг (3).

V" ' . '.-¡W U i \\ ./■'■ i ■ Г I Г . I .....

S СУ2 Ей 04 Ss 06 Ш? Ео Ио CBoO,

Piio. 2. гематическая карта распространенности ЖНМ в железисто-кремнистых формациях восточной- "аси Украине! зго ишта.

1-3 - разрывов наречения различного порядка; 4 - железисто--кремнЕсткч формации; 5-8 - фации гчтаморфизма исходных келезис'. лх • пород: 5 - зеленосланцерая, 6 - эпид0т-а.!фиб°литовая, 7 _ амф. Золи-товая, 8 - гр нулитовая;,9-11 - интенсивлость ..роявлеьия натриевого метасоматоза: 9 - ньч'риеъче силикаты являются породооОразуки"чми минлрагами, 10 - бторостепенными, II - не отмечены.

Цифрами указаны железорудн: э месторождения и участки.

ким и минералогическим- факторами. Роль те;.тонического pací лотрена _ыше.'Стратиграфический фактор определял,преимущественное распространение ТОМ в толщах' железистых горизонтог по cpai ■ ению со слан-цевгш и промежуточными по составу сландево-желеэистыми хчэризонта-ыи железно'!j-кремнистых формаций (табл. 2).

Минёпалы.ай состав исходных пород в значительной маре пнтро-тировал фугитивность кислорода, активность в метасоматиоирующих флюидах на'рия, кремн™я, же~9за и других химических компонентов, х-ц растворе-м-, кристаллизации, псевдомор^изащ.л и других процессов, попровожяявших натриеьый метасоматоз. Соотношение в исходных

Суммарное содержанке эгил /новых, риб е китовых, и альбитовых ме^гссчати-тов в толщах железистых

11), сланцево-железистых

12) и сланцевых Н) горизонтов месторождений •

дан Месторождения ! 'I ' 2 ! 3

I. Первомайское 76,6 14.2 1,2

2. Анновское 5£,7 13,8 0,6

Г Глееватскс? 4,3 Г,5 0,1

4. Ингулецкое ■ 3,6 - 0,1

5. Валявкннског I 3 - 0,1

6. Петровское 10,8 - 0,3

7. Желтогеченское 65 0 - 5,4

8. Горишни-1? •аЕнин-

ское 20,ь '. ,3 0,2

9. Лавриковское 7,9 2,4 0,1

10. Сев.-Белозерсое 11,5 - 0.2

Таблица \ Суммарное содержание породах гематита, маггэтита,

куммингт.'чита, сидерита, соде ри днх к еле о е рззн"х валентных формах, определяло увеличение фугг-ивнссти кислорода в не .равлении от сл?н-цевыл горцзстов через чрико-нтактмые зоны ! железиста; ь этом же направлении Еозрас-те _а активность проявления натри чого м^'асоматоэа. Выявлен и и.учср также ряд других "»явлений ро,.и чинер" логического ,,')актора. 1. прьмерт, в наплав:, энки л ".еят^Альных частей железистых к центральным частям сланцевых горизонтов значительно возрастает., обусловленная' спс ификой седиментации I. учтамор.ззма железистых пород водород о- и угле^одородое.-л;>сть флюидных включен: Я в сл-га^дих их минералах, кс орая оказывала • эрмозяи. е воздействие I"" работу ;/етасо'.'ичес-кой системы по перевод.» тзлеза из закисной в окиснуга форму. Чолит" чество же ропого^а, рип..лярл:ег0гя во *таид в хс^е ррцг'ий метасо^а-•ического гж.чегалообрлзэвэнпя в расчете на I мс-екулу ъхчгт 1 *ли рлбекит. заметно возрастал^ « ртау исхо-ных минералов хематит —- ' магнитит' —*• кутлгангтошгг, сидери-\ то есть в направлен- ' от вентральных к периферийным "ас гол железистых горизонтов.- ..влет,л пс^-ед-\юрфизации, заметно п^чыгаю^.з э-ЭДег гивность метасоматич-ских ппоцессов, наиболее агг-чвно прохотали чри рибекитиза-яи кумкингто-лит- ;дертап«х желепстых кварцитов и сланцев п; нгчтактных частей железистых 1. сланцевых горизонтм .

В пнтегр- льном выражении роль минералогического ¿актора проявлялась - снижении вероятности и кнтенсивн' "¡ти натриевого метасо-матогз в слецушсм ряду парат ене->и^ов минералов исходных же-езис-тн< пород: геме -ит + кварц —► гематит + магнетит * кварц —— куммингтонит + магнетит + кгарц —- куммингтонит + КЕарц. В разрезах железистых горизонтов этот ряд соответствует переходу от их центральны, к пе^ифрси^ным частям.

• к.

Ш, МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ МИАСШАТИЧЕСКИХ ТЕЛ

Тела натриевых^ мзтасоматитов имеют .разнообразные формы и размеры. Наиболее распространены секущие и послойные жилы, минерализованные зоны смятия и брекчированин порол, реже встречаются крупные зональные линзообразные или пластообразные тела мощностью -<о первых сотен, глыров и протяженностью до 1-2 км. Вопрос минералогической зональности метасоматических тел до последнего времени относился к дискуссионным. В литературе существуют диаметрально про. тивоположные мнения о характере зональности тел ЖНМ (Н.Ф.Аникеегя, 1955; В.С.Домарев, 1955; А.С.Павленко, 1959; Н Елисеев и др., 1961; Н.И.Половкс, Г*70 и др.). ^ • Детальные исследования вариаций минерального состава Ы1М,проведенные автором в ходе минералогического котирования ~родуктив-цых толщ ряда месторождений, привели к. Заключению о закономерном зональном строении метасоматических тел. Практически вн~ зависимости от состава исходных железистых кнарцитов полная колонка ШЕЛ в направлении от тыловых к передовым зонам имеет следующей строенио: зона эгиринизший —— мн& рибекктизагуи —»- зон" окварцеваь..я —("зона кароонатизации) —неизмененные железистые кварцити (риг*. 3). Зоны' карбонатизацик отмечаются неповсеместно,

Рис. 3. Схема строения зонального тела ЖНМ.

.1 - неизмененные железистые ю циты; 2-5 - зоны метасоматических тел: 2 - карбонатизации, 1-е гварцевания,

4 - рибекктизации,

5 - эгириштзаиии; 6 _ _

- разргшые наруше- Иг Из Ц4 Ш5 06 &

ния; 7 - контакты минеральных разновидностей пород.

Еярглции минерального состава НИ по зона:/, метэсоматическьх тел показаны на рис. 4. Для тыловых пн эги'-.книзаг.ии и рибекитиза-ции отмечается стремление к монсйпг геральности кетасоматитоь. С"'а-кс избыточный магнетит в связи со слабой миграцией железа в щелочных растворах всогда прису-стйует в пределах этих зон. Отмечаются

Рис. 4. Изменение но зонш.. ме-тасоматлчес.дх тел содержания минералов к ЖШ, образовавшихся по исход-' нш гематит-магне-титовым (а) и маг-нетитоЕым (б/ кварцитам Первомайского месторождения К^лвбасса.

Зонн метасо-матических тел: I - эгиринпзрция;

П - рибекитизяиил; Щ - окварцеяания; 1У - кгчбоптизагаи.; У - неизмененные железистые кварциты. Минералы: I - магнетит; 2 - гематит; 3 - кварц; 4 - карбоната; 5 - Ее-тальк; 6 - рпбекит; 7 - эги-рин; С - прочие минералы.

здесь также реликтовые кварц и г«.,латит, .содержание которых заметно гоз~астает от эгириновых к рибекгтовым метасоматитам. Из позднемь-тасокатических минералов наиболее распространенными являются райе-' кит, тетраферрибиотпт, доломит, кальцит, пирит, апатит а зонах эгиринизации и тетрафаррибмотпт, кальцит, доломит, ^прит, апатит -в зонах рибекитизации. Переходы от зон эгиринизации г зонам рибе-китиэнции обусловливались, вероятно, снижением щелочности и тЭйлера туры метасомагизируюиих растворов' и' ходе их продвижения по желе-зоруцным толщам. Зоны скварцевяния формировались в результат ч "отгонки" кремнезема из тыловых он щелочи.ми ^створами. Фиксируются оии.по заметному - на '5-15 объемн.^ - увеличения .го "сравнению с исходными железистыми кварцитами '^одеркапия-КЕа^яда, появления мо-номигеральннх метасомтческих кварцевых жил. Ореольные зоны к.ят)-бочатиз<-Д7и были встрзчзнп автором только на Ке^вома^ском, Яелто-реченск'ом и Оверно-Бэлозерском месторождениях. Для них кторно . эстолько повышенное ю сравнению с исходными мелез'»стыми кварцитам!' (до 15-<;0)объеын.7») сидерита, анкерита илг. фечродоломпта. В педелах передогчх зо I гчварц^вания и карбинатизидии количественные соотношения между исходными кварцеммагнетитом и гепатитом' • игменяются слабо. В случае образования ЖНМ по исходным сллинат-со-державдм жел! зис^ым кварцитам в сс^таве ме.асоматитов отмечаются

(00 ео 60 до 20 о

о57. -

■а

1 II ш г/ V

¡ШБ< Шг ЕЗз

ЕЗз Ше. ШЗ7 СИа;

г ьбит, селаденгт, Рг-тальк, ^игингерит, хлорит и некоторые другие ха'лелисто-магнез1галько-глинозе?жстие 'силикаты.

Описанная г'чер^логическая зо"альность является универсальной и с некоторыми вариацият-ч отмечена в продуктивных толщах вей изученных аъ.ороу месторождений мотасс, итически измененных желези стих кьарцптор.

17. ?[СПЕ?ЖЕНТАШЮК ¡ЛПЮВАКЕ йК.ГСРМ0П1ЧГ:К0Й 30КАГ",Н0С1И if УСЛСК1?! 0EPA3QEAH/ÍH лЫКЮРУДНЫХ HATPHEGUK Г.!ЕТЛС0.'.!АТИТ0В

Первые зкеперкме .'аг,1ше исследования нат^яецого метасоматоза в желазис-о-кремннстих формациях о или поегч^цен'' изучеш : условий образования ЕН.М ГЛ./ .Островский, 1Г'.6, 1957; К.В.Александров, I9CD, т962; И .П. Иванов, I96i, 19 'ш; А.И.Тугаргчов и „р., 1963 и ,р.). Позднее ироводи.^сь работы по моделированию минералогическс зональное!.; метассматических тел (И.П.Иванов, 1970), синтезу пор< дс бразующих минералов натриевых метасоматитов (Ф.В.Сырокятнэтов 1971; Н.Д.Денискияа, I97T- Г.Г.Лихойдов, Л.П.Плюснина, I980-IS89

D.K. Bailey, ¿369; J, Solan, 1969; 0 Hotfmr>n, 1972 и Др.), терм -инамическому исследование условий образования TOí 'Л.А.Глаголев If'S; Х.И.К.пиш, j.966; H.P.Kugatsr , IS.-67, 1975; A.J. Okay, ISBO T.Miyano , 1932, IS84 И др.). .

В настояще* работа с использование: современной аппаратуры методик .впервые были проведены всесторонние экспериментальные ис следования минералогической зональности тел ЖНМ, а также выполне hu . jpMo даг^гаческие расчеты Р-Т-Х-условий образования, ъ экс пвряментах ис..ользов. лксь пор шки' крупности -0,074 мм всех ociioj i :íx минеральные'разновидностей жел(. .истых кварцитов. Пороши; на( вались'в С-ребряние ампулл размера 50'5 чм. Диффузионные опы^ч проводилась с использованием серийных автоклавных и экзоклавних у^тс.човбк, инлЕкльтрационние опыты выполнялись на разработанной

E.П.Зарайским и др. проточно! установке. Р-Т-Х-условия опытов в давались, исходя из р .не полуенн-х результатов экслерименталь 'Ч.В.Александров, I960, 1962; И.П.Иг-'ноъ, 1970) « термойарогеох мич^ски'. (Ю.А.Гапа'о/рдЕ и др., 1975, 1978) исследований. Болыви

' тво опытов проводили- ь при Р = 100 Ша, Т = "500°С, состав раст) ров - 0,5m NaCl +■ 0,05m HaHCOj . Диагностика минералов ооущест: лась с ""окопаю иммерсионного, фа?ового ре"тгеноотруктурного, 3J троннотикчоскогиче кого и микрозонцс зогс методов.

Зоналг-ные метасока.ические колонки были получены во всех ; фузио; .их и инфильтрапиенних опыт^ Колонки первых состоял;; г

двух зон - эгиринизсц.ги и рибекитияации (рис. 5а). Их образование

Гис. 5

мае. 7.

60т

40

5

20

Наг0

100 80 60 40 20

ЩТТ

з г.и:

л-

Ю 20 30 АО 50"М

10 20 ?0 ад ми

Гзме-ьйниэ по злтм диффузионных (а) и ИН'1 лльтр ашюнных (б) колонок минерального и химического состава экспериментально полученных натриевых метасоматитов, образовавшихся по исходны гема лт-магнетитовьы кв. р-

циг2м.

Метасоггпгче-скпе зоны: I - эгт-ринизацли; П - рй-бекиТ..задай; '" -ик-арцевания. Минерал.;: I - магнетит; 2 - гематит; ' 3 - гнарг,, -1 - р!.-о'екит; 5 - 1гириь\

при стаб: дь.-нх ' Ь^о ^^ Р-Т-условиях экс-

периментов связано, вероятно, со гчиже,тием активности натрия в»ра-створс по направлению дгТфуши его ионов от тыловых К передовлл частям колонок. Зоны окварцеваь л отсутствуют в связи с еык сог кремнезема в метасоматт"зирую"Л1й раствор, заполнявший вкладыши автоклавов.

Иьф. .ьтраи::онные колонки кроме ; ж эгиряниз"ш:и и рибекългаа-:"ии имеют передовые зоны окварцеЕЭнич (рис. 56). Образование их Еызвано переотложением по ходу движения ра^воров кремнезема, ви-нссимсго из тшюеых зон. Интснсичн.сть замещения ¿гирином и рибе-китом исходных -танералов, мощности тыловых зон как диффузионных так и инфильтрационных колонок заметно снижались в ряду исходных пород: гемагит-магнетлтозые —«- магне.итовые —»- куммингтонит-.,;агнгтгтов''э ква циты —— магнетпт-куммшгтон1Лт: зые кварцитоа^ан •

1И,- то есть в порядке увеличения их магнезйально-глиноземистой составляющей и уменьшения степени-окисленности келеза, что характерно и для природных англ.

* Результаты экспериментов подтвердили объективность разработанной -по природным данным схемы зональности метвсоматигеских тел, показали- унивеясалььость закономерностей ее формирования.

Рис. 6. Диаг-'

, * Он*

pallia, фазовых равновесий в исследованной системе

ПРИ робщ. = 100 МПа

= Р,

н20

Термодинамические расчеты в системе На,о - reo- sj,02 - hgo - 2 основыг'лись ча значениях свободной энергии Тибета •для кварца, магнетита, Н20; На* (H.C.Hel'eeson

6LQ

е.a., 1974, Ii/78, 1981), грюнерита _ (В.М.Фонарев,1_)81', 1987), эгирина (К.О.Bannig, jn, K.P.. Brown, 1982), рибекита (Т.И.Макарова и др.,1984) и выполнялись по програгмр. разработанной В.Н.Балашовым. Результаты

расчетов показали, что изменения давления в интервале 50-500 Ma относительно слабо влияли на ход натриевого ml.асоматоза в железистых кварцитах. Характер фазовь'с равновесий в асслздовшшс.: о;, тз-мэ при ? = 100 Жа по! ааан на

Как видно, с повышением'температуры нижняя граница поля ус-

Т'С

тойчизости рибекита поднимается.в область более высоких значений щелочности расгворсл, а эгйрика - опускается в область бдле-з няэ-ких ее значений. Следовательно, область существования безэгирино-.

вых парагенезисов минералов ¿'ростом температуры сужартся. Штриха.....

((

□i С32 о, П5 :

Рис. 7. Диаградма фазорчх соотношений в изученн'"""' системе при Т = 500°С и Po6uu = 100 МПа.

Поля устойчивости. 1-2 - метастатических минералышх парагенезисов: I - эгиринсодержаших, 2 - рибекитсодернашх; 3-5 - исходных пороя; з - кварц-грвдери.овых кварцитослашев, 4 - магнетите-внх кварцитов, 5 - гепатитовых кварцитов. Цифры и iy^nu в кружках: I - исходные железистые кварциты; 1-1У - г.;етасо."..атиты: ¡I - зоны рийенчтизащш, Ш - промежуточной рибеккт-огирпноЕой зоны, 1У - ">о-иц эглрпятащти; а-в натриевые метасоматиты, ^разочавЕиеся по гематит-магнетчтовым (.а), магнетитовым (б) кварцитам, nyfc.au гто-ыт-магнетитовнм кварцитам и кагнетит-ку№дакгтояитот,им кварцито-слакцам (в). *

■той показана область наиболее реальных температурных условий натриевого метасоматоза. Из ;1иаграгл..л следует, что в предел лс »той области с рос :о:а "шлсчнос.'и растворов отмечается с-ледухдая смена

mi: ералъных асеопаций: магнс'чт + грюнерит + кварт' —v магнзтит + рибекит + кварц —>- гематит + рибекит + кварц —гематит + рибекит + згирин —>- магнетит + рибекит + эгир-'н, что хорошо согласуется с гй'.нералогпческой'г'ональноств'о природных ЖНМ.

Диаграмма риг, 7. является сеч£ши. л изученной мультисистемы при Т = 500°С, Кружками и л1..:ишл, со стрелкам!' показано направление изменение привод ых минеральных ассоциаций ЗЕЫ. Близкое к параллельному положение линий свидетельствует о едгной физик' -химической направленности натриевого метасоматоза в исходных железистых кварцитах различного сос. авн, а их вертикальности - о слабом изме :е"ии футитивности кислорода р с лзи с буфериреванием метасо-матической' си-темп вг.^ающчми железистыми кварцитами. Y.i диаграммы следует, что при постоянной темчерат^ре с ростом фуритивнпсти кислорода поле устойчивости эгирина заметно раиЛфяется, арибе-кита - сужается, и при значениях Iq¡Q okoaj -15 поле рибекитэ вык-лиш1в£ В природных условиях lto Невозможно по причине пссто-янногс присутствия з ассоциации с гематитом магнетита, вследствие чего par читке непосредственно по исходным железистым кварцитам безр!.бекитоЕых эгиринитов не отмечается.

Термодинамические расче'.ы объектив)'о подтвердили единую минералогическую направленность натриевого метасоматоза в исходны" железистых кварцитах различного сос.ав^а Нашла также подтверждение . природная модель формир.вания минералогической зональности метасо матических тел и их локализации г пределах железисто-кремнистых формаций. Полученные д .иные позволили ыличественно определить фи рикг-химические условия*стабильности породообразующих минералов ЕНМ, оценить влияние на xo.i натриевого метасоматоза вариаций осно 'вных интенсивных параметров системы - температуры, давлсшя, фуги тивности кислорода и иело'носы метасоьлтизирутацего флюида.

. ■ '■ У. ОНТОГЕНИЯ И ТИПОМОРФПЗМ МИНЕРАЛОВ

Количество H3BéciiUíx к нас; оящиму" времени минералов железис-тс-кремнистых формяциР для отдельных 'рупных месторождений и келЕ зорудьых районов составляет 150-200, из них около 70-60 отмечаются в железистых кварцитах и сланцах продуктивных толщ. Статистиче ские минералогические исследования автора показала, что в общем случае нтгрииый метасомртоз способствовал упрощгнию минеральноп. составя жедезистых ^ород, что отвечает уклвероальной тенденции к мономинерализации пород тыловых метасомлтических зон (Д.С.Коржин-

• от

ский,-1953). Так в тыловых зонах эгиринизации и рлбькитизац..и ме-тасо??атическю( тел Зезерног-о района Кривбасса встречаются ЕЗ минеральных ешг, тогда как в исходных железистых породах - 77. Однако для продуктивных толщ месторождений в целом отмечается даже некоторое увеличение числа минеральных видов (для Северного райоча Кривбасса до 83). Этот парадокс объясняется недостижением в большинстве случаев состояния равновесия в метасоматлческих минерало-генерирукшх системах, своеобразными интерференционными явлениями, связанными с наложением метасоматической минералогической зоьаль-ности на аутигенную зональность толщ исходных железистых кварцитов, а такяз проявлением многочисленных и разнообразных поздне- и цост-метасоматических минреализаций.

В определенной мере этим объясняется некоторая деситлметриза-ция среды минералооЗразования железистых пород в связи'с натриевым метасоматозом. Сингонийный ряд минералов неизмененных железистых пород Северного района Кривбасса Мон. —Ромб. = Куб.—Триг. Тетр. —Геке; —<- Трикл. = Аморф. практически совпадает с выведенным И.И.Шафрановским (1974) рядом для земной коры. Это свидетельствует о высокой симметричности, минералогической зрелости трл[ц железистых кварциа:>в и сланцев. Минералогические возмущения, вызванные проявлениями натриевого метасоматоза, сопровождались сменой позиций некоторых сингоний, в результате чего ряд приобрел следующий вид: Мон. —»- Триг. —Ромб. = Тетр. —Трикл. = Геке. —— Амор\

Основным! породообразующими минералами ЖНМ является новообразованные эгирин и '"чбекит (ро.пусит) и реликтовые магнетит, кварц л гематит.

Магнетит является, практически, единственным минералом, в равной степени характерным как для исходных железистых пород тгч и .для образезавшихся по ни..: натриевых метасоматлтов. Относясь к основным породообразующим минералам исходных железистых кварцитов, в тыловых зонах метасс тагических тел магнетит, по причине слабой подвижности железа в щелочных растворах, присутствует в качестве избыточного -эликтового ',*и'терала. 4

Изучение .. полиции морфологии индчвидов и агрегатов магнетита на генетическом и топо яшералогичест'ом фоне показало., что минерал достаточно чутко реагиэовЕл на вариации физ^ко-хишнеских парам: т-ров среды г.инералообра.юикия в пределах разных зон метасомат'гчгс-ких тел. Наиболее морфологически совершенны магиетиты зон рибеки-тизап.ии, где в условиях действия близких к нейтральны?.« ргстворов преобладали проце сы перекристаллизации магнетита. Средний резмер

«г еггшгй кагнптрта СО,07-0,03 мм), показатель идиоморфазка шада-вццоь (отношение длины прямолинейных границ к их периметоу - 3035$) здесь наыног" EUje, а значения углов + U20Q-<O в тройных точках агрегатов магнетита (7-8°), определявшиеся по методике А.Г.Еа б;ша (1979), оаме^чо ниже соответствуют« показателей магнетита исходных железистых кварците - 0,06-0,07 мм, IQ-I5iS и 9-10°. В зонах эгиршюзаши е услоЕи<яс действия высокощело^них метасомати-ческих растворов преобладали рекристалллзация и гзтасомати" юкое замешогиз индивидов магнетита эгиркном. С этим связано ухудшение с позиций технологической минер алигии морфологп"еских .арактерпстик магг тт-та по сравнению о : огнетитом : сходных железистых кварцитов - соответСтве .но до 0 04-0,05 мм, 9-10$ и 10-а1°..аЛЯ г/чгнtгитов зон окг.арцевания и карбонаткзации морфологические показатели имею; промежуточные значения между соответствующими параметрами магнетн-юв из зон рибекитизацпи и неизмененных железистых кварцитов,.

Рис. 8. Частота встречаемости граней октаэдра, pomoj,ho-докаэдра и куба в к металлах

(иО

Б0-

§40

Г

20-

\

V

\

V /

N. s

* ч \ - — У 11

tuo]

магнетита из разных зон тол ча триегьк метасоматитов Первомайского месторождения Северного района Кривсасса.

Ионы «етасоиатических тел I - эгиринизации; П - рибе .га: заики; Ш - окварцеванил; У -• карионатизации; У - исходны-; улезистые кварциты.

Основной кристалломорфоло гичес'к^Л "собенностью магнетк-тов JLM является закс .омерное уменьшение встречаемости -в arc кристаллах из он окварцевани* граней куба и ромбододекаэдра (рис. 8). Это, вероятно, обът. няется "5оль'-ей скоростью растворения гр ней октаэдта по сравнена? с гранями 1^убя и ромбододекаэдра в условиях действия нейтральных или слабокислых мет. ссмаг ческих растворов.

Х^личьский гоотав мрт-нетптов ЕН!<", 1сак и доходных железистых кварц!..'ов, t .изок .. стехиом грическ^му. Однако, как выяснилось в

№0} 0'

Y_v

IP,

У>1

ходе прс-еценных исследований, гарягции состава метасоматигчрутаэдх флюидов по зон..л метасоматических тел, вызывав незначительные, но закономерные колеоания содержаний злемент з-примес е сост-вз магнетита. Максимальные значения содержаний в магнетито кальциофер-ритового СаРег,п4 - 0,8-1,5 мол.$ - и магнезиоферритс ого У.уРе2С/} -1,2-1,7 мол Л - гиналов харгттернн для зон карбо..атизаг;'и, формл-ровавшихся под действием растворов с повышенной активностью тонов Са л Уд . Область распространения магнетитов с полишенным содержанием якобсятозого минета М^Ре^ - до 0,04-0,06 кол.# - включает не только зоны карбонатизашга, »о ра-пространяется также и на зоны окгарцевания. Вынс« сильношелочныш р- ■¡твора.чл титана из зон эх лринкзашга V. осаждение его в зонах рибекитиз или обусловило повы-|пеннср содержание в :агнетитах из послецн-х ульвешпине.л т^Т!^ -до 0,05-0,10 мо: .^.."опРгжание шпинелевого МдАЬ^ и маг^мичового ^..р^О-л компонентов закономеоно возрастает от ;ере^звы" к '»еловым - онам метясоматических -ел, соответственно, от П,1-0,3 и 0,о-1,0 мол.% до 0,4-^,6 и 1,5-3,С мол.Я.

... : Рис."9. Зависима ь значений К0 магнетита от интенси-' вноз;л нат_ риевого метасоматоза в ...елезкс-тых КЕарЦИ-т«^с Пергэ-майского мест^рс^е-Н7.Я Северного райоиа Кривбасса.

Л

3 и Ь 6

Иа20 р. породе, шХ

Магнетитис-ержащие породы: I - кварциты гека^ит-магнетитовые неизмененный; 2 - кзарциты гематит-кагнетк.лвые кярбонаг 1ироЕШ. • ные; 3 - квари. " гематит-магнет.,тоЕые окварцованные; 4 - кварциты гематит-окбс.-игг-кэгнетптовые; 5 - КЕарциты гж. .--нетитпые неизмененные; 6 - кварциты кагнетитовые карб^натизированныэ; 7 - кварци-

1 ■/агнзт:повые "кварце-, ж; 8 - кварц- ты рибгл<ит-магнзт1.:ов"е; о _ ;-етзсоматитьт ри ;киг-т,:агнетит-эгирановг\

Для магнетитов из тклоеых зон, испытывавших действие щелочных растворов с повышенной фугитивно'стые кислорода, отмечается устойчивая тенденция к реализации морфоторопного перехода Ре2+Рь|+04 __

'ГоЗ+ П 'л 1-, З+П магнетит

- Г'.67 0 .83 4—" ре2 °3 Эт!1М Рбусловлена ~оль на-

-магхемит - гематит (.мартит) триевого- метасоматоза в изменении такого важного кристаллохимичес-

кого показателя магнетитов как коэффициент окисленности входящего в их состав'железа К0 = Ре2Од/РеО+£а2Од. В эвол-эциях его значений отмечаются две тенденции (рис. 9). С нарастанием интенсивности ме-тасоматических изменений, чему соответствует рост содержания в породе натрия, происходило сближение пределов колебаний К0. При этом для :..агнсг'лтов из гематит-маглетитовых кварцитов и их кетасомати-ч&ских производных (верхняя штриховая кривая) отмечается общее стпшение, а для магнетитов из более восстановленных магнсотовых кварцитов (нижняя иггриховая кривая) - повышение значений К0 с приближением в магнетитах из згиркновых метасог/атитов к равновесному .значение, равному 0,696-0,697 и значительно более высрко'7 по сра-внегтс с К ст :хиометри-эского магнетита - 0,690. Для обеих шп-ралоги«еских рядов минимальные значения К0 отвечают магнетитам из зон окварцевания, в пределах которых слабокислые растворы способствовали более активному внносу £е20д по сравнению с менее растворимым РеО.

Особенности изме- зний морт-оло,.ии и состава магнетитов по зонам метасоматичесгах тел обусловил;-: закономерные эволюции их физических свойств на тогюминералоги^еском фоне, ¿ажнейгими характеристиками, опрзделяоигими технологические потенции бедных магнетит -вых руд, являются удельная, магнитная восдри-г.чивость и •■->эр_итив-ная сила магнетитовых концентратов. Как показали магнитометрические исследования, проьедеш ;е по стандартной методике Гун, слабые колебания состава магнетитов не оказывают заметного влияния на эти параметры'. Основную роль в их изменчивости чграют морфологические характеристики ма"нетита, которые, как был" показано вьле, испыты-вахт значительные изменения по зонам метасоматических тел.

Из рис. 10 следует, что максимальные значения ^ -I миндальные Нс характерны для содержащих крупнокристаллический магнетит р;.бекит-магнетитовкх кварцитов. На другом полосе находятся скры.о-кристаллические эгирпнитн. Бто объясняется т^м, что при стандартной крупности дроблени; - 955? к.)-:сса крупности -0,074 мм - :.'.агн"-тиг0Вло концентраты, пелучаемые из первых, почти нацело состоят из мономииеральнпх магнетц. эвых частиц, а концентраты, получаемое

Хо.Ая/Й-мУкг 012-

ою

003

006-

гт

. Нс.Ш3Дя'А/м 200

150

150

1«)

120

100

003

003

¡-сц .мм

0Ю

ср4 да

005 . 1Ср,мм

Щ0

кварцитов Северного района Кривбасса.

Обозначения пород 1-4 и 6--Э - см, рис. 9; 5 -рибеклт-магнетит-эгирк.човые крупнокристаллические; скрытокристаллические.

Р/с. 10. Зависимость удельной ма!1-

НЧТНОЙ ЕОСПрИ— ИМЧИВОСТИ Хо и коэрцитивной сили Нс порсш-ксв магнетита крупности -0,074 мм от среднего -'размера выдэлений магнетита из натриевых метасоматитов и вмящаэдих железистых

митасоыатиты

10 - то же,

из эгнринитов, содержат значительное количество полурудных срастаний висококоэрщггивного тонкокриоталлического магнетита с нерудными минералами.

К другим физическим свойствам магнетита, контро ируемым его морфологическими и анатомическими особенностями, относятся плотность и твердость, значения которы:; также закономерно изменяются в пределах зональных метасоматических тел. Такие же закономерь.-е вариации характерны и для $изия ских характерг ■•.тик, определяемых, преимущественно, химическим составом магнетитов ЖГЛ: отражательной способности, параметра кристаллич ской решетки а0, ИК-сп.ктра и др.

рематит перздовьгс ~он метасоматических тел, как и исходных железистых кварцитов, образует мелкие (тысячные - со^ао доли мм-) чешуйчатые включения ]> кристаллах ¡сварца нерудных прослоев, 3 ть~ .^вых зонах исходный гематит практически полностью ~амсщен рибекитом чли огирином, и здесь минерал отмечается, прегсуществйнно, в I стмстасоматичЕ ;ких кварцевые прожитках в виде относительно коуп-ных (до нескольких мм-) ромбоэдрических и пластинчатых кристаллов. Крчсталломор^юлоггтчоокий ряд гег/лтнта Ж5 характеризуетеростом о увеличением ¡тен^ивности метасоматоза роли граней ромбоэдре

С Dili и кшчЕте.-ьншл уменьш1"'ием проявления гране" пинакоица, в отдельнж'. случаях до полною их исчезновения (рис. II). При этом грани острых ром^эдров, тригоиаль; эго скалено*дра и гексагональной штирамидч могли сохранггьея.

■ - • — ... • __ ■ рч0_ j-J-> Хара

•«--тни—s /Ш^ ктер 8В0ЛВДиа габи

—' — Ц—уу тусних форм гемати

(¡20 Ш tiJa га железистых кьар

Мсмйкыз Hampuestw

>;;iGiucmt;o мгиалматшпы зом.

шрщ/пи.1.

цитое в связи с па "■риешш метаоомато

С став i-маи

tob KHf.'i являет"ч значительно бмее выдержанным по сравнению' с соо тавом магьртитсь. К постоянно фиксируемым для всех мзуч иных мес~ торож;.Э"и!5 феноменам относится то.-ько слабое, но закономерное возраста; :е от перлдо чх • тылошм зонам метасоматических тел содержания к 200100 гематита ванадия, галлия, германия, сглндия и «ш-жен;; суммарного содержания элементоъ-примесей.

Изучении твердости, плсгности, пирометров кристаллической ре-метки, ПК-спектров и др. свидетельствует о стабильности физически: свойств гематитов Д1Ь".

УроГ'.Ц. являюсь осьjBühm породообразующим минералом исходных келезистй:: кварцитов и пород пе- цовых зон метасоматических' т л, j тыловых яонах активно „амещался эгирином и рибекитом. В ь^елс :ной «ре"9 метасоматизируюадк растворов наряду с растворением происходила такке активная перекрлсталлизагчя кварца, сопровождавшаяся ' ^крупнзнием ех'о. кри таллов и очищением их от механически включений (рис. 13).

Наибилг з распространенными габк гусны..л Ирмами кристаллов кварца ЖНМ яв. .готся призма <1010У, положительный UOII} i реже от-р-щательный ДОШУ ромбоэ"Т)ы. Грани левого и правого трапецоэдров тригоналъной дипнрамиды отмечаются, лреш /ществег'.о, в кристаллах кваргта ир передовь... юн. метасоматических тел, с нарастанием процесса перекристаллизации в тыловых зонах они полностью исчезали.

Сг зциф-ка хода реакций обр^зовани; эгирина и рибекитг за сче' исходных гематита, магнетита, сидерита и куммингтонита состояла, в частности, в переводе i .ачительной части закисного железа в_ оки-слр.нну форму. Э"о сопровождалось накоплением во флюиде восстановление. форм ;етучи. компоне tob - F-,, СН^, СО и др. - и обуслови-

Шш

л»:

' ■••••■------Ь < * у "

зА&ш;*

шъ

и ваг ш\

кварц; ? - магнети'-; 3 эгирин. •

- I

К £®Э5

,:матит; 4

'">роонаты

г/.

Рис. г2. Изменение люрфолоппос -к: 'С харе.кт'чистик кварца КНМ мезторо-ждегчй Украинского дата и Курской магнитной аном~лии.

Обозначения метасоматических зон см. рис. 4. Номера (Т,игуратизн1:х тои°к месторождений: I - Черве ай-окое; 2 ■ Анновс-кос, 2 - рудника им. З.И.Ленииа; 4 -рудника "Сухая балка" ; 5 - Ингулец— кое; С - Желтопе-е 7 Петровское; Р - Горииига-Плавнинское; 9 - . Сеь-р'-о-Бг -сзерс-кое; 10 - Ле ¡едиш5-кое; II - Мкхайлов-ское;'Манера, .ы, I -5 - рлбекит; В -

ло, к ¿.л следует из рис. кг" включениях кварца.

13, увеличение их содержания в газово-жид-

С~ неи-зминенных железистых кварцитов через

передовые зоны метасоутических тел к их тыг овим зонам для флювд-

яых • кточений кварц'в всех изученных местороядепяЕ отмечаемся зна-

чительное увеличение отнотений ¡^А^' СО/СО2 4

Зизическ..е свойства кварца 2НГ/ относительно стаояльны. Как

исключен- отмечается запономерное возрас'аяие твердое*" кварт, от иг измененных железистых кварг'ттив (11500-12200 ГЛТа) чере* передовые зож метасоматических тел к тыловым зонам тлбэгаг'чзяшга (12000-12500 №) , отражающее прямую св»зь твердости кварца со степенью его кр^.^иличпости.

АО

30

и 20

о/

ш!

/.

I .

О/ / /

Л

са.

0 20 40 60 Эгирин «риЕекит .сбъемн 2

Обозначения кварцсодержащих пород см. рис

20 <0 60 Эгирин ■» ри5екит,о5кмн7.

• Рдс. 13. Зависимость со-держани.. Н2 и СН^ в газово-жидких включениях кварца от интенсивности натриевого метасоматоза (суммарное содержание огири-на и рибскита в породах) в железист. X квгр-цитах Северного района Крпвбас-

10.

Эгирпя представлен в ШШ двумя основными морфологическими разновидностями: .крупнокристаллическим, локализующимся, главным образом, в центральных частях железистых горпзоь.ов, и скриток; ютал-лическим, тяготеющим к чк периферийным част"м или развивающимся по йрькчиям смешанного сданцево-кварь, :товсго состава. Обе разновидности эгирина в равной мере представлены в тыловых зонах метасом. ги-ческюс тел. Описанные в ранее проведенных исследованиях 3-5 гене-

Таблкца 3. Соотношение миналов в составе эги-ринов из натриевых ме-■асом "'.титов продуктивных толщ .месторождений Украинского щита и Курской магнитной аномалии

Количество; Содержание миналов. мол./»_

анализов ! I ! 2 ! 3 ! 4 Крупнокристаллические эгк^яны 19 96,32 1,00 1,82 0 86 Скр- гокристалические эг."ршш

14 90,07 4,50 2Л'0 Миналы: I - акмит Иг.^аЗ^Об ; дейт МаА131г06 ; 3 - ггленбергит СаГеБАдО^ ; 4 - ДИСПАШ! Со^З!^.

2,53 2 - ка-

рошй згиряка, выделяв1 илбэл!/ткнй, 1946 - три ■« зш, "1055 - три; А.П 1'95Э - ™ри), &вто[ рас-

><иеся по шрТолох'лчесгому признак (П.М.Ка-; Ю.йр.По.чоЕ.;нкшп, 1951 - четыре; Никольски?, 1956, 1201 -'пять; А.К.Стрыгин, хеащапоят как с '■/словленные особенностями

а

з:

кинетики процессов кристаллизация переходный форм;! между укыианп.и-ми двумя край-дш '--ленами морфологического ряда эгирина.

Химический состав крупнокристаллических эгиринов ближе к сте-хиометрическому по сравнении!)'с составом скитокристаллчческих .(таблица 3). Однако в общем случае-для их обоих отмечается существенная связь химического состава с составом исходных пород, причем ■ для скрытокристаллических эгиринов" она прявляэтея намного заметнее

(рис. 14). _ ____ .

а ........ • а

006

11 ^

0

002 и

I

•и

цог ом ом ТЮ^д*/.) в исховкой поро8в

| 1.0 I 38

(О

к №

I ад иг о

я»

IIIV г

б .

Я » т 006

сх» Г. 004

0,02 /

п + 1

и 005 010 015

1

I 2 3 А 3 б

М;Ю (масХ) в ноовной породе

2

;

020 МпО в исхоЭпоа годЭз

04 02

О1

уп

V 2

3 А 5

' СаО Ис.Х) е исхоЗнои породе

+ - 1;V -2

Рис. 14. Характер связи содержания элементов-примесей в згиринах Северного района КриЕбас-са с и:: содержанием в походных железистых :свар-цитах (средние ' значения по 53 силикатным анализам).

I - крупно- • кристе 'личбега:. эгирины, образовавшиеся по гема-тит-магнетитовю! и магнетитовнгл кварцитам И.);

2 - скрытокристалллческие эгипины, образовавшиеся по силикат-магке-титовым (И), магнетит-силикатным (Ш) кварцитам и г!рг ;чиям смешая-ного кварцито-сланцевого состава (ГУ).

Экспериментально с.ла продтверждена теенэч связь состава з^и--ринь с сосг л.вом исходных железистых пород. ;

С измене! шм содержания в состр-е эгиринов акмитоЕОГО компонента ^вязаны колебания значений их оптичесюь. и механических ;войств. Для всех изученных местородде"чй постоянно фиксируются более высокие значг.ю-л показателе 1 преломления и'двупрело: лсшш чрупногристалличеоких эгиоинов по сравнени 1 со скритокриста-течас-

п .соответс.венно, 1.428-1,838 и 1,808-1,824, П 1,7671,778 и 1,760-1,—,9; - 0,058-0,068 и О',050-0,059. Плот юсть 9 ■

/

' * с

>tj гшсщшсталлпчппхих srapvinor - 3,54-3,65 г/см° - заметно выше плотности зкрытокристаллических - 3,48-3,56 г/см^.

РиЗекит-родуит, а таже более редкий кросслт являются наиболее распространенными натриевыми силикатами НШ. В качестве породообразующих они г -гадят в состаз рибекит-магнетит-эгипиновых мета-соматич.'ов, риб^кит-магнетитс их ь геттит-риб^.шт-магнетитовых кварцитов, а таюк^ б лее редких минеральных разновидностей метасо-магич1!ски преобразованных же. .езистых пород. Соде^-кание в н..х натриевых амфиболов изменяется от 10-15 до 70-80 сйъет.%. Кроме того натриевые амфиболы т количеств I-10% еходят „ достал окварцован-нах г т. човщшосгей жельзи^/ых квар улг i из ореольных зон метасома-тических Ч'ал, альбити эв и других железистых пород.

х'ис. 15. Изменение содержания основных химических компонентов рибекитов-родус.-гов из натриевых метасо^-титов Первомайского месторождения Сев-рного района Кривбасса в направлении от центра к лежачему боку пятого железистого хори-зонта.

Исходные по-'роды: I - кварциты гемагит-магне-' титовке; 2 - кварциты магнетито-Бые; 3 - кварциты кумми'Ц'тонит—маг-н^гитовие.

О

центр горизонт

150м периферия гоС зонта

Состав риое-

кит^в-ридуоитов е предела. отдельных метасоматических тел изменяется нь.'чячи'аольно. В то же ^ремя в разрезах железистых горизонтов

Рис 16. Характер зависимост оптических свойств и плотности "атриевых и;,-Фпболов от их состава.

^ос-торошения: I - .eppo-jüCKoe; 2 -Аиновсчое; 3 - Гориш-ли-Плавнинское.

в направлении от их центральное частей г периферии отмеч этег закономерная эволюция ~остава нятриевых амфиболов от б г :экого к рлбекиту до соотчетс-тв\<ощего родуситу, реже кросситу, чт"> свидетельствует о заметим влиянии на сост з на.риевых амф.-бохов состава исходных пород (рис. Т5).

Так же от центра к net litеппк жельзистых ¿сипонтов зг ческ"е свойства натриевых амфиболгт, контролируемые их х" -отчестем составам (рис. 16). Гакгм с'разом, несмотря на пнпцшг^одую р.ль натриевого метасоматоза, чаглое значен; з для определения Х1Г"ич^с-гсого состава и 'Тизпчесих свойств нат^чевых амфиболе ЖНМ имели н: голь э метаооматиче'тае, но и унаследованные фа гс 'Ы, контоолиру •мне аутигчлшо? клнералогичзсксй зона люстью ж.ел зистьг»- горизонтов.

1710 X.. ^

er •1700 . х

\о90

1710

о. (ТОО 'У ' .

С. дао ■

ш

о. шю-

С

"С» а. ож ЧгЛ-Д»—'

• X • • •

У « X •

ГО ю • УГФС •

CJ-f 85-

СО

о ео-

Д'с

•о ¿3 дз- • «*

L-

сц г

3"о 0,

02 U CaO+MgO/FeO+Fe2D3 >

Ч: *-2: +-3,

-спсмерно измеалэтея фиаз--

Результаты изучения анатомп, корфологил, состава и свойств минералов 2ГНМ г^ззолячт сделать fhboc о существовании четких закономерностей их эволтшп; на топоминерзлогическом фоне, вследствие чего большинство этих характеристик кож"о рассматривать в качестве т:!;;о*.'ор,иих п^и?"яков ?.т:»9ралсв соответггр^ -щйх зон м тасомят;. -

ческих тел,

На разных уровнях организации- вецества железистых кварцитов, рассма\?р-лваешх в -'ичсствг Йодных железных руд, в ряду: морфология

- шщивьдоп '—структура агрегатов —>- текстура руд —«- строение рупн;-х залежей - в сеяэ.и с натриевым метасоматозом происходили су-шественнне изучения. Наибольшей пластичностью облапай индивиды минералов: в своих морфологических проявлениях они стремились с нарастанием интенсивност метасоматоза к большей однородности у сс^ерттости. Этим обусловлено с'щее увеличенче однородности схруктур агрегатов г.лшералов ЕКМ. Активно протекавкю в с^я-зп с натриовим метасоматозом обменные яьления ь.ежду рудными к нерудными прослоями железистых кварцитов спососотвовали текс-урной

-гомогенизации железистых пород, однако в полной мере она реализова лась только в участках наиболее интенсивных проявлений мс гасо- гго-;>а. Наконец, на уровне пудик.; залежей''отмечается законс'ерное формирование минералогической зональности метасомати .еских тел, что увеличивало степень неоднородности минерального состава и ыроенчя железистых горизонтов железисто-кремниста- формаций.

У1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ етдалогш

Натриевый мотасомато: , как било показано выше, способствовал глубоким изменении минерального и химического состава, структуры и текстуры исходных ¿.елезисть: кварцитов. Б свою очередь это вызвало существенны изменения механических, магнитных и других физических характеристик железистых'пород. Равнодействующие этих изме-г нений одределили вариации технологических свойств м^гасоматически измененных же/гзистых кварцитов Первомайского, Анновского, Желтор^ ченского, Горишни-Плавнлнокого, Лавриковского, Петровского, Лебединского, (."^хайловского, Коробковского, Коотомукшскл-о I ряда других разрабатываемых месторождений. Наложение метас^матичесо? зональности на исходную ауткгенную •инералогическую зональность яел^ зорудньпс толщ привело к усилению диффьрен. .1рованко ги состава г строения руд зг.их месторождений и,как следствие,- к расшир :ию спектра их технологических параметров по сравнению с рудам" меоторож-дгний, в пределах котор-'х мстасэма1лчвские процессы не проявилась

- Скелхватского. Новокриворожского, Валгвклнского и др. Ширина погаси колебагиП 'значении качеств/? получаемого железорудного концентрата уплачивается с 63-6° кас.Х яля месгорожде'гп:: неизмененных •чыезиыых кварцитов цо 5У-69 мае. ¡5 для г- торокдега'.Й ЖНМ, количество вь^елп-,»»тх для продуктивных толщ месюрэжцений мкчералого.-те-

хнологических сортов руд возрастает,соответственно, с 3-4 до 4-5.

Особенности' "■'зменений технологических свойств ЖИЛ по" зонам метасоматгческих тел и характер их.связи с минералогическими, химическими и физическими параметрами показаны на рис. 17.

Рис. 17. Характер связи минералогических, структурных, физических и технологических показателей ЗИМ, образовавшихся по мах.,ети-товым кварцитам Первомайского мэсторглдения Северного района Крив-баоса (средние данные по месторождению).

I. Зоны метасоматических тел: I - .^измененные, магнетитовые. ' Кварциты; 2 - зона карбонатизации; 3 - зона окварыев' ния; 4 - зона рибекитизации; 5 - зона згиринизашш. . • : '

П.- Распределение железа по основным минеральным фазам: I - ,

реобш.• 2 " ремагн.' R ~ Еегем.+гидр.• 4 ~ Еесьл.+карб.* .

III. Морфологические показатели магнетита; L- средний/размер индивидов и агрегатов; '.1- показатель идиоморфизма индивидов, ,

IV. Количество (.объемн.Й) срастаний магнетита iv нерудных на—. шра-ов (при крупности условного дробления 0,05 мм) о содержанием^ .iLTHSTHTa в срастаниях (ожидаемое раскрытие м-гнетита): I - 75-iOO; -бъемн.Г; 2 - 25»75 объемн.^; 3 - 0-25 обьелн.& ''

У - Дробимое^ руд. .

У1. Магнитные свойства магне ито~нх концентратов с крупностью

П£ гад ыгное 0,0'- ».v: а,- - уксчьная магнитная воспхтимчивостьНс -

коэрцитивная сила.

УК.-Тсхнолог.лсокь-ъ поьазателк железистых кварцитов и железорудных натриевых метасомагит^е: ^ - содержание железа в концентрате; ^ - выхои кош знтрата;-£ - извлечение железа в концентрат; 0 -ссцьркашз железа в хвостах .богащения; - удержание в хвостах железа, входящего в состав магнетита.

Перечень минералогических, структурно-морфологических, химических и физических параметров, влияющих на обо^атчмость 2Ш не ограничивается приведенными ни рис. 17 лг -ор выявил бйлее 30 минералогических Л" других параметров, оказывающих влияние на телнологичес-кие свойства железистых КЕар'мтов ' метасоматитов. Их связь мояно выразить с лемодью уравьений рг^рессии вида а = к0 + к1ъ1 + к2ьг

... + к Ъ , где а - технологические показатели; Ьт, Ъ„.. Ъ ■- зна-

п л I с п

ченпя • уераломческих и других параметров; к1 , к2 , ... кп - ко-

офф..шг чты влияния "оог-етствувщих параметров на технологические гпоказатели руд. Б диссертационной работе решена проблеп выделения веду: х независимы»: параметров, играю^х основную роль в контроле гОгатимости Шй!. Р то же врг -я пантипог/орфизм, иолипараметричность факторов, опрьде я:ощих технологические показатели руд, способствовали использованию всех имеющихся :а месторождениях, в том числе и разрозненных цани.х о ее лаве, строении и свойствах железистых кварцитов и и! для разработки ыинег лого-технологических класскф :ка-ций руд и построения гс;лого-технологич„ских карт месторо-де1 1й.

Основы ^оопки и практики геолого-технолохического картирова-' ния железорудных месторояд^ шй заложены в работах В.А.Глазковгтого (1654), .Ю.Г.Герщойга (1968), Б.И.Пирогова и др. (1969, 1991), Ю.Л. Грицая и др. (1969) и др. -л.втор диссертации ра?оаботал теоретичес-' кие основы и ряд 01 тиналъннх методиг картирования КНМ. Очередность работ показана ш риз. 13. На рис. 19 приведена в качест: ) примера-гролого-тс-тн'.,логическая капта одного из. месторождений.,^

Внедрение в производство на Первомайг :ом, Анговском, Петровском 'мес-орождениях ечультатов минералиго-технологических исследований автора показало их высскул эффективность при проведении экс. -плуатационно'* разведки, оценке енрьевой "¡азы месторождений, оперативном и перспективном планировании работы горнодобывающих предприятий, усреднении зуд пе_)ед подачей на обогатительные фабрики, пзучениг альтернативных видов минерального сырья и пр. Подтвержденный готовой пономи-'еский эффект ст внедре :ия результатов- работы составил 227,2 тыс.ру^.

1-5.

Местор ждение метисов,этически измененных магнотитовых квг аштотП

1'еолого-струк-турное картирование

1еолого-струк-туркая съемка

X

Построен!^? ге-|олого-струк-|турной карты месторождения

Ул"ералогс-генРтн'-'5ск11е исследования

'/инералоги-чеерше ь

СТруКТур'!С—

текстурные исслелогания

зучение хг-мичаского состава минера лов , пуц и пород__

Изучение физических свойств минералов, руд и порол

Е

Компьютер л обработка минерале: ичеокой информации, выделен' э тииошрй-иых пшзнаков минеральных разг 'вядностей железистых поред и руд

л:

Разработка минерале, го-генетичес^ой классификации натриевых метасоматитов и неизме) 'нш :с железистых порог и руг _

Топтгинералоги-ческие иссле.цо-ва\.ля

Минералогическая съемка•

X

Построение гёо-лого-м"черало-пг^ейой карты ь мс торожденияй

Техноло:лческие испытания

Уашералого-технологические I исследоЕ ния I

Мперг -с^о-технологическое с -робование выделенных разновидностей руд и .город

£

Ког/л* верная об^абог-а минералогической, технолог:чес-' кой информации и 1ыделение типоморфн1,х признаков ^ натровых руд, определяющих ь^ технологические пг -азатели

Разработка чинерыгого-техно ¡логической классификации ру.

''остроениь геилого-технолоп :егчой карты мес-_о рождения__'

Гис. 13. Принципиальная схрмг. последовательности работ при ?:::нерэлогр-тех-гтоп1чсском картировании месторождений метг-^омати-чясте измененных магнетитовых КЕарцитов.

зе

Рис. 19 . ОХ матический геоло технологический план гошэонта г них работ -920 м шахты "Первомапс кая I" произволе венного объедине "Кривбассруда".

1-9 - минер лого-т ехнологич е гаг сорта и поде та руд. Сорт I -легко обогатимте руды (>>66^): I почеорт 1а Ш<12. 2 - подсорт 16 (1 12%) ;* 3 — подсор 1в (^<402); Сорт

- средне обогати руды (^54-6^):

- подсорт Па СОч т.2%); 5 - подсор Пб (0>12$); Сорт

- трудно обогати руды ф= 62-64$) 6 - подсорт Ша (' 40%); 7 - подсор

" Шб (К<405О; 8 -

сорт ГУ - весьма трудно обогатимые. руды ($=60-52%): У - сорт У -руды, не,поодрта-иеся обогащению. 10-14 - рудовмещаю-ие породы: Ь кетабазиты и метакластолитн ноЕОкс''ворожско.; сеиты; II • метакла-толиты метапесчанпковсго горизонта скелеватской сви;ы; 12 - мете ластолиты филлитового горизонта скелеватской свит'*; 13 - м. гауль1 , рабазиты талькового горизонта скелеватской свиты; 14 - метакласс литы и доломитовые мраморы гцанцевской и глее-атской свит. 15 - ; зрывные нарушения; 16 - линии несогласного залегания горизонтов 1 опт; 17 - линии контактов технологических сортов к подсортот; ру; а также;стратиграфически согласного залегания горизонтов и свит; - горние выработки и разгедочные скважины.

о (сю гшиМ

1—1_I_I_I Г|>|.\

ШПП| ШШ32 Шь 35 ВШб ЕМ37 СЕЗэ ЕЭю- ЁЭи ЕЗа Шв СЗк Е3)5 Е3)б Е13)7 ЕЗ*

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ VAEOTU ПО ТИЛЕ ДПССЕРТАЦЩ

Моногь~фии ■ ■ , •

Г..Белевдвв Я.Н., Вайло A.B., .,, Евтехов В.Д, ц цр. Железио-то-кремнистые формации докембрия Европейской чзоти СССР, Струоту-,. ры месторождений и'рудных районов.- Киев:' Наукова думка, 1989.156 с. '

2. Пирогов Б.И., Стебновокая Ю.М., Евтехов В.Д. и др. Железисто-кремнистые формации докембрия Европейской части СССР. Минера--логия.- Киев: Наукова думка, 1989,- 168 о.

Статьи ' ' -'i

3. Евтзхов В.Д., Ефрэменко H.A., Горбатенко.В.Г,, Дорошенко С'.В. О связи морфологии выделений кальцита Аннотского месторождения Кривого Рога q условиями их образования -//'Минералогия осадочных образований.- Киев: Наукова думка, 1975.- №2.- С. 53-56.

4. Пирогов Б.И., Евтехов В.Д., Архипов A.C. Хартанович Д.Н. Некоторые минер^лого-геохимические закономерности метасоматоза железистых кварцитов Северного Криворожья // Минералогический сборник, 1975.- № 29, вып. I,- С. 35-41.

5. Пирогов Б.И., Евтехов В.Д. Процессы концентрации железа а связи с метасоматозом пород Северного Кривбаоса // Перспективы развития богатых железных руд Криворожского бассейна на глубину,- ' Киев: Наукова думка, 1975,- С.'97-98,

6. Евтехог В.Д. Еиметасоматические явления на контакта сланцев и железистых кварцитов Первомайского месторождеия Кривого Рога// Там же,- С. ^-103.

7. Пирогов Б.И., EF-exoB В.Д., Пирогова В.В. Формирование ме-тасоматической шнералого-геохикической зональности в толщах железистых кварцитов // Вопросы регионально» и генетической мине^о-гии.- Кие' : Наукова дум,.а, 19. 7.- С. 21-26.

8.- Евтехов.^.Д. Минералого-технологическое картирование месторождений магнетитовых кварцитов как основа' рациональной их раз-работти // П^ти повышен" я качества продукции горнорудных предприятий.- Кривей Рог: Кшьорожский горнорудный институт,. Т977.- С. 4?~ 48. 4

9. Евтехов В.Д., Доценко В.Д. 0 магнитных свойствах магнетита Первомайского месторождения Кривбасса // Материглы научно-тех-н ческой конфере цип KIT4.- Кривой mr, 1979. С. I06-II0.- Укр , ЧИИНТН, 1979.- » 1766 Деп.

10. Кондратьева Д.Н., Евтехов В.Д., Романюк Е.М. Геохимические особенное и щелочного метасоматоза в железистых, кварцита* //

Тс же.- С. 62-6^,.

11. Евтехов В.Д., Полтавец Л.¡Т. Об особенностях состава и свойств рибекитс Сехзрного Криворсг.ья // Докл?"да АН УССР, 1980, Б.- № Ь,- С. 13-15.

12. Зат.-гвич' Б.А., Евтехов В.Д*., Кондратьева Д.Н. О структурной позиции щелочных метас( атитов Первомайс.ого железорудного месторождения Кри^басса // Роль структурных и структурно-геохимических факторов в рудооб^азс^ании.- Кисз: ИГОМ А.'* УССР, 19' }.-

С. 21-24.

13. Пирогов Б."., ЕЕтех>з Б.Д., Кондратьева Д,1_., Романюк Е. М., "артановлч П.Н., Пилт. зец Л.И. М.-нералого-технологическов. кар-тированиё'жел'-зорудных месторождений Северного Кряиорож^я // Горный журнал, 1980.- ^ 10.- С. 12-15.

14. Евтехов В.Д., Кондрат*ева Д.Н., Романа'Ь.М.-, Полтавец Д".И. Особенности минералого-геохимической зональности щеточных ме-тасош^итов в железистых кварцита" Первомайского месторождения, Кр^ба^са // Геологччеочяй журнал, 1981.- 41, № I.- С. 82-91.

15. Кондратьева Д.Н., Евтехов В.Д., Романюк Е.М. Особенности геох^чии титана е мета-оматитах Первс айскоп месторождения // Материалы научно-технической конференции КГРИ.- К.лвой Рог, 1981.0. .3-72.- В.И1ИТЧ, 1979.- № 916-81 Деп. '

16. Пирогов Б.И., Евтехов В-.,п. Щелочноземельны, метасоматиты контактово-реа'о'лонны^ образования в железистых породах Кривбас-

са //• Генетические модели эндогенных рудных формаций. Т. Ш.- Новог сибирск, 1981.- С.70-7Т.

. Л. 'Лир .гов Б.И., ¡Звтехов В.Д., Кондрат! ^ва Д.Н., Тарасенко Ь.Н. Геолого-тсхнолог^ческ^е квитирование месторождений железистых ,К1 лрцитов // Горный журнал/Известия вузов, 1982.- Ю.- С. 1-о.

18. Дмитриев З.В., Че^норг-кий М.И., "Звтехов В.Д. Структу1 \ Анновского месторождения железистых кварцитов ,'/ Структуры рудных . помвй и .месторождений железистых кварцитов и богатых железных руд Украинского щита и Воронежского массива.- Киев: ИГФМ АН .УССР, Ь83.- С. ¿3^28. . "

. 1Я. Пирогов Б.И., Евтехов В.Д., "Чраиенко В.и. Минералогическое ..артиоование мес^орбг дений железистых кварцитов в озязи с их технологичес-ой оценкой // Минералогическое картирование рудных полей и мес'горовд ;ний.~ Свердлов.'К-Миас«, 1983,- С 3-3".

20. Евте"ов В.Д., Кондратьева Ц.Н., Сокуренко И.Г. Опыт мине-ралого-технологкчес1-1го картирования."едн,-х железных руд в подзем-ны" условиях // Г)рный жз„1нал, 1985.- № I,- С. 8-10. .

Са Евтехов В.Д., Конд^тьева П..Н., ¿оновал А.Н. Кристаллоге-нетлчесюп р.,ды магт .'ита в железисто-кремнистых формациях докемб-

*J»7 .

рия и я? использование при минералсго-технолог:гческой оценгз бедных железных р- ц // Минералогическая кристалл, трафия ь ее применение в практике геологоразведочных работ.- 'Спев: К? кова дум"а, 1986.- Г. 154-159.

22. Евтехов В.Д., Кондратьева Д.Н., Блоха З.Д., Валеев O.K. особенности состава эгиринов иелез^сто-кремнистк. формаций докембрия // Минералогический сборник, 1987.'г 41, вип. ¿.- С. 6C-7I.

13. Евтехов В.Д., Зарайский Г. П., Балашов В.Н., Валерв O.k. Экспериментальнор. исследо~»ани° натриеього метасоматоза в железнс-ых кварцитах докембрия //'Метасоматизм и рудоебразование. Ч. I,-Л., 1967.- С. 84-86.

24. Евтехов В.Д. Геологическая позиция и зналп ность натриевых метасоматитов же-езисто-кремнистых фо'-таций // Метыиг-фоге' -ная металлогеня.' Ура*а.- Свердловск, 1988.- С. ¿R2-I63.

25. Евтехов В.Д. Особенности мкнералого-т .хнол .пг:еского картирования месторождений в метасоматически изменрнннх желэзиитчх кварцитах на примере Кривбасса // Оптоген::;. минерале и технологическая минералогия.- Киев: Наукова думка, 1988,- С. 82-91.

26. Евтехов ¡. Д., Зарайский Г.П., Каналов В.IL, Валеев O.K. Зональность натриевых ".-етасоматитов в железисих ..р"сцита. Северного Криворожья // Очерки Ризико-химиче'-кий петрологии Вып. ХУ,-Ч. : 1.аука, 1988.- С. 17-37.

27. Евтехов В.",., Зар, 1с кий Г.Р., Бал"'юв В.Н., Ралес - O.K. Экспериментальное иссль^осанке натриевого метасомлтоза в железис-" т.-х кварцитах докембрия .'/ Метас^матгты докембрия и тис ; удоиос--ость.- Н.: Наука, 1989.- С. 248-259.

28..-Валеев O.K., Евтехов В.Д. Градг?нты терморазушготнения юрод железисто-кремнистой формациг и их роль в процессах рудоо*-назовагтя // Металлогения докембрия и метаморфогеняоо -уудообрг..о-ванче. Ч. 2.- Киев, 1990.- С. 88-39.

29. Валеев O.K., Евтехов В.Д. Компьютерная систе :а обработки '■•-irfep-логической ин^рмации "C.J-Ми'Г и ее исполь ов-ние в учебном процессе /.' ^овр ленные аспекты поиск<зой минералогии и методы

п. епсдавания,- Владивосток, 1990,- С. 36-38.

30. Евтехов В.Д.,-Вал ев O.K. Бодородо и углеводорздогенез 3 связи с процессами м1шералообразоча..ия в железисто-кремнисты" фор- -мациях докембрия // Там же.- С. II4-II5.

Соискатель ¡^lUtt-^fa/ Ьтехов