Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Генетические типы, условия локализации и критерии поисков железорудных и марганцевых месторождений Холзуно-Инского района

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Робертус, Юрий Владимирович, Горно-Алтайск

/ - /,- / «/V;,:/ -У

и- / ' / • " '

КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПО РЕСПУБЛИКЕ АЛТАЙ

На правах рукописи

РОБЕРТУС ЮРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ, УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ И КРИТЕРИИ ПОИСКОВ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ И МАРГАНЦЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХОЛЗУНО-ИНСКОГО РАЙОНА (ЗАПАДНЫЙ АЛТАЙ)

Специальность 04.00.11 Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений; металлогения

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Коробейников А.Ф.

Горно-Алтайск - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение 5

Глава 1. Изученность проблемы. Методика работ 10

1.1. История изучения железооруденения Западного Алтая 10

1.2. Геолого-геофизическая изученность района 13

1.3. Методика работ 14 Глава 2. Геолого-металлогенический очерк Холзуно-Инского района 16

2.1. Стратиграфия 16

2.2. Интрузивные и метаморфические образования 21

2.3. Тектоническое строение и особенности металлогении 30 Глава 3. Генетические и рудно-формационные типы железорудных и

марганцевых месторождений Холзуно-Инского района 37

3.1. Генетические и рудно-формационные типы железорудных месторождений 37

3.1.1. Вулканогенно-осадочные железорудные месторождения 40

3.1.2. Контактово-метасоматические железорудные месторождения 49

3.1.3. Регенерированные вулканогенно-осадочные железорудные месторождения 56

3.1.4 Прочие генетические типы железооруденения 64

3.1.5. Типы оруденения, сопутствующие железным рудам 69

3.2. Особенности генезиса железорудных месторождений 73

3.3. Критерии определения генетического типа железорудных месторождений 85

3.4. Рудно-формационные и генетические типы марганцевых месторождений 97

Глава 4. Краткая характеристика типовых месторождений Холзуно-

Инского района 112

Стр.

4.1. Вулканогенно-осадочные железорудные месторождения 112

4.1.1. Месторождение Коксинское 3 112

4.1.2. Месторождение Коксинское 2 118

4.2. Контактово-метасоматические железорудные месторождения 121 4.2.1 .Коргончиковское месторождение 122 4.2.2. Тимофеевское месторождение 128

4.3. Регенерированные вулканогенно-осадочные железорудные месторождения 132

4.3.1. Инское месторождение 132

4.3.2. Холзунское месторождение 139

4.4. Марганцевые месторождения 153

4.4.1. Месторождение Прозрачное 153

4.4.2. Черноубинское месторождение 157

4.4.3. Проявление Татарского участка 159 Глава 5. Условия локализации железорудных и марганцевых

месторождений Холзуно-Инского района 166

5.1. Условия локализации вулканогенно-осад очного железооруденения 167

5.2. Особенности локализации гидросиликатно- и скарново-магнетитового оруденения 191

5.3. Зональность размещения железооруденения района 201

5.4. Условия локализации марганцевого оруденения 211 Глава 6. Особенности проявления комплексного железо-марганцево-

полиметаллического оруденения 217

6.1. Раскатинское железо-марганцево-полиметаллическое месторождение 218

6.2. Характеристика прочих проявлений комплексного оруденения Холзуно-Инского района 234

6.3. Раскатинский рудно-формационный подтип и особенности его проявления 238

Стр.

Глава 7. Критерии поисков железорудных и марганцевых месторождений

Холзуно-Инского района 244

7.1. Критерии поисков железорудных месторождений 245

7.1.1. Региональные критерии 245

7.1.2. Районные критерии 247

7.1.3. Локальные критерии 249

7.2. Критерии поисков марганцевых месторождений 254 Глава 8. Прогнозная оценка Холзуно-Инского района на профилирующее

оруденение 260

8.1. Методические подходы к прогнозной оценке района и рудных объектов 260

8.2. Прогнозная оценка района на железные руды 266

8.3. Прогнозная оценка района на марганцевые руды 271

8.4. Прогнозная оценка сопутствующего оруденения района 273

8.5. Рекомендации по комплексированию и направлениям дальнейших геологоразведочных работ 273

Заключение 279

Литература 282

Введение

Актуальность темы. Крупнейшие предприятия черной металлургии Западной Сибири - КМК и ЗСМК в настоящее время обеспечены местной рудой лишь наполовину. Их потенциальной сырьевой базой являются разведанные железорудные месторождения Западного Алтая - Инское, Белорецкое, Холзунекое. В случае их промышленного освоения особую актуальность приобретают вопросы дополнительного расширения сырьевой базы Холзуно-Инского рудного района (рис.1). В его пределах в семидесятые-восьмидесятые годы проведены значительные геологоразведочные работы, в результате которых был выявлен и оценен ряд перспективных железорудных, марганцевых и полиметаллических месторождений. С учетом этого, металлогенический профиль Холзуно-Инского района представляется комплексно-рудным. Вышеотмеченными работами были получены новые данные о многоуровневом размещении вулканогенно-осадочного оруденения, полигенно-полихронном генезисе стратиформных железорудных месторождений, установлены дополнительные закономерности размещения и критерии поисков железо-марганцевого оруденения района. Вышесказанное обусловило необходимость обобщения новой геологической информации для более целенаправленного проведения дальнейших прогнозно-поисковых работ.

Цель работы. Изучение генетических особенностей, условий локализации и уточнение критериев поисков железорудных и марганцевых месторождений Холзуно-Инского района.

Задачи работы. 1. Уточнение генетических особенностей железного и марганцевого оруденения района и его типизация на рудно-формационной основе.

2. Выявление основных рудогенерирующих и рудолокализующих геологических факторов, являющихся поисковыми признаками оруденения.

3. Изучение вещественного состава, характера зональности и взаимопереходов железного и марганцевого оруденения района.

4. Всесторонняя характеристика впервые выявленного на Алтае комплексного железо-марганцево-полиметаллического оруденения атасуйского типа.

5. Разработка методических подходов к прогнозной оценке железорудных и марганцевых месторождений и оценка перспектив района на профилирующие виды оруденения.

Фактический материал. В основу работы положен большой фактический

.л

г\7

/

^ /1»

о'-/'

Камень-на-Оби'~чх у

Барная

АЛТАЙСКИЙ/ \ К Р А^

^урйевск^ КЕМЕРОВСКАЯ

^ОБЛАСТЬ и1нов«1л/знецк

\

л )

X \

иг

■чУ V .л

^Ч/Л

у

—' I Л'

^Гс^рно-Аптайск /

/бцовск

»ф

м

ф

ф I

/

\

/

<

/

ГСемипалатин£\ Шниногор^^5 » Р ^ С П УЕ^П И К А

%

\ %

ч.

а

гь-Крменогорск пГ ^^ *Ф ^ /II

фДх \

АЛТАЙ

КАЗАХСТАН

НО(^СК\ >9

.9 -

V

V

М 1:4000000" Т

/

Ш

1

2

3

• • •

а б в

4

5

Рис. 1 Обзорная схема юга Западной Сибири 1 - действующие металлургические комбинаты; 2 - железные дороги действующие (а), проектируемые (б); За - проектируемые горнообогатительные комбинаты: I -Белорецко-Инской, II - Холзунский, 36 - полиметаллические месторождения; 4 -железорудные магнетитовые месторождения Западного Алтая: а - крупные (запасы более ЗООмлн.т), б - средние (50-300 млн.т), в - мелкие (менее 50 млн.т): 1 - Холзунское, 2 -Харловское (титаномагнетитовое), 3 - Белорецкое, 4 - Инское, 5 - Коксинское 3, 6 -Раскатинское, 7 - Тимофеевское, 8 - Чесноковское, 9 - Родионов Лог; 5 - Холзуно-Инской марганцево-железорудный район

материал, собранный автором в 1972-1984 годах при проведении детальных поисков железных и марганцевых руд на ряде рудных полей и площадей Холзуно-Инского района - Инском, Тимофеевском, Коксинской, Раскатинской и др.

В процессе полевых работ автором описано около 70 пог. км детальных разрезов, передокументировано 10 пог. км керна поисковых и разведочных скважин, задокументированы многие сотни поверхностных горных выработок. В процессе подготовки настоящей работы автором было проведено описание 800 прозрачных и 200 полированных шлифов. Для характеристики вещественного состава пород и руд района было использовано около 700 силикатных и химических анализов, порядка 2500 приближенно-количественных спектральных анализов на 15-25 элементов, 80 рентгено-структурных анализов, 470 определений микротвердости магнети-тов, 3700 определений физических свойств руд.

При написании диссертационной работы было использовано большое количество фондовых научных и производственных отчетов по различным месторождениям и району в целом, а также многочисленные опубликованные материалы по его геологии и металлогении.

Основные защищаемые положения. 1. В Холзуно-Инском районе проявлены различные генетические и рудно-формационные типы железорудных и марганцевых месторождений. Преобладающее вулканогенно-осадочное марганцево- и железисто-кремнистое оруденение обусловлено особенностями эволюции девонского вулканизма. Подчиненное распространение имеют гидросиликатно- и скар-ново-магнетитовые месторождения, часть из которых имеет полигенно-поли-хронный генезис и представляет наибольший интерес.

2. Вулканогенно-осадочное оруденение района имеет железо-марганцево-полиметаллический профиль. По его минерально-геохимическим, литолого-фаци-альным и другим особенностям выделяется ряд тесно связанных между собой руд-но-формационных подтипов, создающих многоуровневую латеральную и вертикальную рудную зональность.

3. Локализация железооруденения района определяется совокупностью региональных и локальных факторов, основными из которых являются: для седимен-тогенных месторождений - формационный, стратиграфический, литолого-фаци-альный; для эндогенных месторождений - структурный, магматический, метасома-

тический, литологический; для полигенных месторождений - сочетание вышеперечисленных факторов.

4. В переходной зоне Горного и Рудного Алтая проявлено комплексное ору-денение атасуйского рудноформационного типа, подтверждаемое выявлением Рас-катинского месторождения - первого в регионе объекта с совмещенными марганцевыми, железными, свинцово-цинковыми и баритовыми рудами, в размещении которых проявлена эталонная для района зональность.

5. Разработанные поисковые критерии, оптимизированные для разных стадий геологоразведочных работ, позволяют проводить прогнозную оценку перспектив рудных площадей и объектов на вулканогенно-осадочное и контактово-мета-соматическое железооруденение.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-разработана классификация железорудных месторождений района на руд-но(петро)-формационной основе, уточнены условия их образования и размещения;

-выделен и детально охарактеризован метасоматически регенерированный вулканогенно-осадочный тип железооруденения и рудно-формационный ряд минерально-геохимических подтипов вулканогенно-осадочного оруденения района;

-впервые в Западном Алтае выявлен и детально изучен новый тип комплексного седиментогенного оруденения, сопоставимый с известным атасуйским рудно-формационным типом;

-впервые разработана классификация и дана детальная характеристика слабо освещенного в литературе марганцевого оруденения района;

-уточнены и значительно расширены критерии поисков железного и марганцевого оруденения района, адаптированы к условиям района методики его прогнозной оценки.

Практическая ценность. Выявленные закономерности размещения и критерии поисков железорудных и марганцевых месторождений широко применялись в практике поисковых работ ПГО «Запсибгеология» и «Востказгеология» в 70-80-х годах. С их использованием были выявлены Раскатинское, Коксинское 3, Коргон-чиковское месторождения, а также ряд перспективных проявлений железа и марганца. Использование полученных выводов увеличивает эффективность поисковых и поисково-оценочных работ, повышает достоверность прогнозно-металло-

генических построений и оценок.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на ряде Всесоюзных и региональных научно-практических конференций (Бийск, 1979, 1982, 1985, 1988; Каражал, 1982; Новосибирск, 1981; Томск, 1983). Многие разделы диссертации отражены в восьми составленных с участием автора производственных отчетах, рассмотренных НТС ПГО «Запсибгеология», ТС Горно-Алтайской и Алтайской геофизической экспедиций.

Материалы диссертации в разное время обсуждались на кафедрах полезных ископаемых Московского геологоразведочного института и Томского политехнического университета.

Кроме производственных отчетов, по теме диссертации опубликовано 18 статей и их тезисов.

Структура и объем диссертации. Работа выполнена в Томском политехническом университете и в Комитете природных ресурсов по Республике Алтай под руководством д.г.-м.н., профессора А.Ф. Коробейникова.

Диссертация состоит из 8 глав, введения и заключения общим объемом 295 страниц машинописного текста и сопровождается списком литературы из 150 наименований. В тексте работы помещены 71 таблица и 98 рисунков.

Автор благодарен Н.П. Ярославцевой, Т.А. Ярославцевой, В.П. Ивановой, сделавшим иллюстрации к работе, а также Т.Н. Топчий и М.С. Достоваловой, выполнившим техническое оформление работы.

При подготовке работы автор пользовался ценными советами ведущих геологов СНИИГГИМС, ИГиГ СО РАН, ПГО «Запсибгеология» - A.C. Калугина, Э.Г. Кассандрова, Л.И. Шабалина, В.И. Иванова, И.А. Калугина, Б.Н. Лузгина, Ю.К. Бе-резикова, Л.Г. Горбачева, E.H. Трибунского, А.К. Захарова, В.И. Каца, которым он выражает свою признательность.

Особую признательность автор выражает профессору В.М. Григорьеву, научному руководителю профессору А.Ф. Коробейникову и доценту Л.П. Рихванову.

Глава 1. Изученность проблемы. Методика работ 1.1. История изучения железооруденения Западного Алтая

В истории планомерного изучения геологического строения и железоносно-сти Западного Алтая выделяется несколько различных по продолжительности и значению этапов.

Первый этап охватывал тридцатые годы двадцатого столетия. В это время, в связи с намечаемым строительством Кузнецкого металлургического комбината, возник интерес к находкам железных руд, обнаруженным в 1925-1927 гг. в бассейнах рек Кумир - Коргон бийским краеведом И.П. Комаровым.

В последующие довоенные годы мелкомасштабными геолого-съемочными и поисковыми работами (В.А. Кузнецов, A.C. Митропольский, H.H. Курек, Ю.А. Арапов, Т.Ф. Васютинская и др.) были выяснены основные особенности геологического строения района, в меньшей степени, его металлогения. Работами первого этапа выявлены и частично оценены существенно гематитовые месторождения и проявления - Коргонское, Коксинское, Ночное. Позднее, в 1947 г. Г.Ф. Гореловым среди коллекции Т.Ф. Васютинской с верховьев р.Ночной был обнаружен штуф марганцевой руды.

В связи с открытием в это же время ряда месторождений легкообогатимых железных руд в Горной Шории, геологоразведочные работы в Западном Алтае в сороковые годы не проводились.

В 1949 году в ЗСГУ под руководством A.C. Калугина была составлена сводка по железу для Алтае-Саянской области, в которой он предположил осадочный генезис железных руд Западного Алтая и отметил намечающуюся ассоциацию железного и марганцевого оруденения.

На основании сводки, в этом же году были начаты работы второго послевоенного этапа изучения района, приведшего к выявлению большинства ныне известных железорудных месторождений. В рамках этого этапа исследования в районе проводили многие организации - ЗСГУ, СГТ, СНИИГГиМС, ВСЕГЕИ, ВАГТ.

В 1949 году было выявлено Верхне-Кедровское гематитовое месторождение, вмещающая его рудная зона прослежена на 7 км. На 15 км была прослежена Кор-гонская полоса железооруденения (Я.Р. Зильберман).

В следующем году сделаны первые находки железных руд на Холзунском месторождении (В.В. Сыроватский), выявлено Становое магнетитовое проявление

(П.С. Усков, В.М. Минеев), Средне-Кедровское гематитовое поле, Ночное железо-марганцевое проявление (Б.Н. Лапин, А.Н. Прохоров).

В начале пятидесятых годов были также выявлены Чесноковское (П.С. Усков, В.М. Минеев), Инское (по заявке И.В. Столяровского) и Тимофеевское (партия №88 БПГО) скарново-магнетитовые месторождения.

В пятидесятые годы проводились поисково-разведочные работы на многих из перечисленных выше месторождениях, продолжались поисковые и геологосъемочные работы масштаба 1:200000 - 1:50000. В начале шестидесятых годов были изданы листы среднемасштабной госгеолкарты, охватывающие территорию Западного Алтая (Е.С. Левицкий, Е.М. Лашков).

Параллельно с геологическими исследованиями в районе проводились разномасштабные геофизические, преимущественно магнитометрические работы, а с 1957 года и аэромагнитные съемки, выполняемые Сибирским геофизическим трестом и ЗСГУ.

Второй этап заканчивается с окончанием детальной разведки Инского и Бе-лорецкого месторождений в начале шестидесятых годов. В результате работ второго этапа была доказана промышленная значимость Алтайского железорудного района.

После небольшого перерыва, пришедшегося на середину шестидесятых годов, были начаты работы третьего заключительного этапа геологического изучения района (1967-1986 гг.). В этот период на его территории проводится геолсъемка (геологическое доизучение площадей) масштаба 1:50000 (А.К. Захаров, H.H. Л