Геологические условия локализации и формирования качества магнезитов Ларгинско-Кактолгинского района

Федоров, Валентин Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геологические условия локализации и формирования качества магнезитов Ларгинско-Кактолгинского района
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Геологические условия локализации и формирования качества магнезитов Ларгинско-Кактолгинского района"

На правах рукописи

С / /

Федоров Валентин Петрович

)

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА МАГНЕЗИТОВ ЛАРГИНСКО-КАКТОЛГИНСКОГО РАЙОНА

Специальность: 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата гсолого-минералогических наук

Чита 2003

Работа выполнена в Главном управлении природных ресурсов и охраны окружающей среды (ГУПР) по Читинской области

Научный руководитель:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор, заслуженный деятель науки РСФСР Наркелюн Леонид Францевич

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор Трубачёв Алексей Иванович

Кандидат геолого-минералогических наук Тарабарко Александр Николаевич

Ведущая организация:

ФГУП «Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт (ЗабНИИ)»

Защита состоится «22» июня 2003 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.229.01 при Читинском государственном техническом университете (672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30). ФАКС (3022) 26-14-59.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Читинского государственного технического университета

Автореферат разослан «20» мая 2003 г. Учёный секретарь диссертационного совета ? ' Салихов B.C.

2<ре>?-А

\С>у4о ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Магнезиты являются ценным сырьем, которое применяется во многих сферах промышленного производства - огнеупорах, радиокерамгосе, электроизоляционных наполнителях ТЭНов, химических продуктах различного назначения, строительных материалах и изделиях.

По количеству разведанных запасов Россия занимает ведущее место в мире (38 % общемировых запасов). Из них около 500 млн т (99 %) общероссийских балансовых запасов промышленных категорий сосредоточено в крупнейших месторождениях Саткинской (Челябинская обл.), Удерейской (Красноярский край) групп и Савинского месторождения (Иркутская обл.).

В России ежегодно добывается около 2,5 млн т магнезита (в мире - 8 - 9 млн т) при потребности 4,0-4,5 млн т. Дефицит магнезиальных огнеупорных продуктов покрывается за счет импорта, главным образом, из Китая.

Ведущим предприятием в России по добыче и переработке магнезитов является комбинат «Магнезит» (около 90 % общероссийского годового объема добычи). Комбинат более 100 лет разрабатывает месторождения Саткинской группы, запасы которых для отбытой разработки исчерпываются, имеется дефицит в особо чистых сортах магнезитов. Неблагоприятная ситуация в России с обеспечением огнеупорной промышленности сырьем объясняется следующими причинами: 1) запасы магнезитов в России осваиваются неудовлетворительно; 2) руды разведанных месторождений по качеству не удовлетворяют возросшим требованиям промышленности; 3) для освоения в промышленных масштабах месторождений Красноярского края и (или) Иркутской области необходимы крупные капиталовложения, к тому же их руды требуют глубокого технологического передела.

В качестве альтернативы месторождениям Красноярского края и

Иркутской области в диссертации рассматривается новый для России

магнезитовый район - Ларгинско-Кактолгинский, расположенный в Читинской

области, в междуречье Шилки и Газимура. Здесь выявлено 5 месторождений с

неутвержденпыми запасами и более 40 проявлений кристаллического

магнезита, ресурсный потенциал которых, по оценке автора, составляет около 1

млрд т. Магнезиты Ларгинско-Кактолгинского района (ЛКР) по качеству

сопоставимы с Киргитейскими и Савинскими. Вместе с тем, среди них

возможно выделение рудных тел и блоков, представленных магнезитами

высшего качества, в т.ч. дефицитными сортами с исключительно низкими

содержаниями железа, пригодными для производства электротехнического

периклаза первого класса. рос. национальная

БИБЛИОТЕКА С.Петерб1

С. Петербург ^ 09 \

Необходимо констатировать, что геологическое строение ЛКР изучено слабо (отсутствуют кондиционные геологические карты масштаба 1:50 ООО), опоискованность его площади на магнезиты низкая, на выявленных месторождениях запасы не утверждены, качество руд и их рациональное использование изучено не в полном объеме, отсутствует научное обоснование постановки геологоразведочных работ, которые проводились на объектах доступных для транспорта, а не на оптимальных по масштабам оруденения и качеству руд. Следствием этого является слабая освещенность в научной литературе магнезитоносности Забайкалья. Лишь в отдельных публикациях А.И. Шевелева, П.П. Смолина, Я.Х. Саетгалеева имеются ссылки на Даргинское месторождение и в нескольких статьях раскрываются общие вопросы геологического строения Даргинского и Лучуйского месторождений и качества их сырья. Обобщающих сводных работ по проблеме магнезита в Забайкалье на сегодняшний день нет.

Актуальность работы обусловлена необходимостью выявления закономерностей размещения магнезитовых месторождений и проявлений в магнезитоносной формации ЛКР, выяснения условий их образования, определения зависимости качества магнезитовых руд от геологических условий их образования. Решение этих вопросов позволит дать научное обоснование направлению геологоразведочных работ и выявить наиболее перспективные участки и объекты для обнаружения качественных магнезитовых руд.

Объект исследований — магнезиты Ларгинско-Кактолгинского района.

Предмет исследований - геологические условия локализации магнезитового оруденения, закономерности его формирования и рационального использования руд.

Идея работы заключается в установлении основных закономерностей локализации магнезитового оруденения в ЛКР на основе комплексного анализа литологических, стратиграфических, палеографических, тектонических и других критериев и разработке основных направлений рационального использования различных типов и сортов руд магнезитовых месторождений района.

Цель исследований - разработка научных основ прогнозирования магнезитовых месторождений в ЛКР и обоснование направления их рационального использования. Для реализации этой цели поставлены следующие основные задачи:

1) выявить основные закономерности локализации магнезитового оруденения и его масштабы в ЛКР;

2) изучить качественные показатели магнезиального сырья, определяющие его потребительские свойства и направления рационального использования.

Решение данных задач проводилось с использованием научных разработок и результатов исследований ведущих отечественных ученых в области изучения магнезитов А.И. Шевелева и П.П. Смолина и комплекса методов исследований вещественного и минерального состава магнезитовых руд: химического, спектрального, минералогического, петрографического и других. Для прогнозирования перспективных участков использовался морфоструктурный анализ современного рельефа.

Возможность и эффективность использования магнезитов в различных отраслях промышленности определялась на основе их комплексных технологических исследований.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены собственные материалы исследования автора за 15-летний период изучения магнезиального сырья. Изучено около 100 обнажений магнезитов и доломитов. Физические объемы, геологоразведочных работ, положенные в основу диссертации, составляют: бурение - около 10 тыс п.м, канавы - более 20 тыс.м3, керновое и бороздовое опробование - более 3 тыс. проб, в т.ч. 300 отобранных лично; выполнено более 9 тыс. различных видов анализов в аттестованных лабораториях Читы, Казани, Свердловска, Сатки, Москвы, Балабаново. В работе использованы материалы по месторождению Ляонин (КНР), на котором автор в 1998 г. изучал процесс добычи и обжига магнезитов. В процессе исследования выполнено дешифрирование аэрокосмоснимков и морфоструктурный анализ современного рельефа. По результатам геологоразведочных работ, которые курировал автор, построены модели магнезиальных объектов и площадей их развития в различных масштабах. Собраны и систематизированы фондовые и опубликованные работы о магнезитовом оруденении Шилка-Аргунского междуречья. Использованы материалы геологосъемочных, тематических, поисковых и оценочных работ.

Защищаемые научные положения. 1. Магнезиты ЛКР приурочены к газимурской магнезитоносной терригенно-карбонатной формации позднего протерозоя. Она имеет асимметричное макроритмичное строение с терригенными породами в основании и нарастающей магнезиальностью карбонатов в верхней части ритмов. В двух завершенных ритмах магнезиты тяготеют к средней и верхней частям доломитовых толщ.

2. Качество магнезитовых руд и их положение в пространстве определяются интенсивностью тектонических движений, регионального и контактового метаморфизма и гидротермально - метасоматических процессов.

3. Расширение сфер применения магнезиального сырья может быть обеспечено на основе его рационального использования.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов определяются:

- представительным объемом фактического материла автора и привлеченного из различных источников по геологии, стратиграфии, тектонике, минералогии, геохимии, металлогении и пр.;

- фактическими данными автора, полученными в процессе многолетних исследований, которые привели к открытию Горевинского и Тимохинского месторождений, нескольких десятков проявлений магнезита и бруситоносности в Кактолгинском рудном узле; ;

и базируются на всестороннем анализе критериев и признаков локализации магнезитового оруденения в ЛКР и сравнении их с установленными на крупных месторождениях России.

Научная новизна заключается в выявлении геологических закономерностей локализации магнезитового оруденения в ЛКР, которые сводятся к следующему:

1) магнезиты относятся к терригенно-карбонатному формационному типу магнезитовых месторождений, имеющему в России наибольшую практическую ценность;

2) магнезиты Забайкалья приурочены к осадочной терригенно-карбонатной формации позднего протерозоя и располагаются так же, как и месторождения Красноярского края и Иркутской области, в складчатых областях, обрамляющих Сибирскую платформу;

3) продуктивная магнезитоносная формация, представленная отложениями ларгинской, осиповской, догиинской, кактолгинской, аркиинской свит позднего протерозоя, имеет асимметричное макростроение с терригенными породами в основаниях и нарастающей магнезиальностью доломитов в верхней части ритмов (Са:М§ до 6... 1);

4) морские хемогенные магнезиты ЛКР образовались в гумидных условиях мелководно-лагунных фаций за счет поступления растворимого магния с прилегающей суши при выветривании пород Шилкинского базит-гипербазитового пояса, содержащих повышенные концентрации магния;

5) установлена приуроченность магнезитов к купольно-кольцевым структурам центрального типа, в которых месторождения и проявления магнезитов концентрируются большей частью в краевых дуговых поднятиях;

6) на основе выявленных литологических, стратиграфических, структурно-тектонических и других закономерностей в качестве первоочередного на проведение геологоразведочных работ предложен Кактолгинский рудных узел;

7) установлена зависимость качества магнезитов от интенсивности и характера регионального и контактового метаморфизма, тектонических и гидротермально-метасоматических процессов: чем интенсивнее процессы образования примесных минералов, тем хуже качество руд;

8) в соответствии с установленным характером засорения магнезитов по мелким трещинам тальком, вторичным доломитом, кварцем и другими минералами предложена схемах обогащения руд методом рудоразборки, позволяющая отделить крупную фракцию чистого магнезита от мелкой «загрязненной» фракции. Данный метод позволит улучшить качество как «чистых», так и измененных («загрязненных») магнезитов и произвести подсчет и утверждение запасов обогащенной их части. В настоящее время измененные магнезиты в процессе проведения геологоразведочных работ не учитываются даже в качестве забалансовых запасов. Их вовлечение в эксплуатацию после простой рудоразборки позволит увеличить запасы месторождений на 40-50 %.

Практическая значимость работы заключается:

1) в установлении региональных и локальных закономерностей образования магнезитовых руд на Даргинском и других месторождениях, позволяющих прогнозировать в Забайкалье новые магнезитоносные районы, а на площади ЛКР - участки с наиболее качественным сырьем, что значительно повысит экономическую эффективность геологоразведочных работ и, соответственно, эффективность промышленного использования сырья;

2) разработке рекомендаций по комплексному использованию магнезитов, позволяющих осуществить освоение месторождений с использованием малоотходной технологии;

3) обосновании возможности использования низкосортных магнезитов в качестве сырья для производства каустического магнезиального вяжущего (цемента Сореля), являющегося основой для получения легковесных строительных изделий (ДСП, ДВП, брус и стеновые панели из опилок), а также шифера, облицовочной плитки и многих других материалов и изделий.

Личный вклад автора заключается:

1) в геологическом обосновании магнезитоносной формации и установлении закономерностей размещения в ней магнезитового оруденения;

2) установлении критериев и признаков локализации магнезитовых месторождений в ЖР;

3) доказательстве перспективности Кактолгинского рудного узла для поисков и оценки высококачественных магнезитов;

4) обосновании комплексного использования магнезиального сырья Даргинского и других месторождений ЛКР.

Апробация работы. Основные результаты и выводы автора докладывались на следующих совещаниях и конференциях: Межрегиональная конференция по стратиформным месторождениям (Чита, 1990); «Высокомагнезиальное минеральное сырье» (Москва, 1991); Вторая и Третья научно-технические конференции Горного института (Чита, 1999, 2000); IV Международный симпозиум «Геологическая и минерагеническая корреляция в сопредельных районах России, Китая и Монголии» (Чита, 2001).

Публикации. Осйовные положения диссертации опубликованы в 9 работах, а также включены в монографию «Минерально-сырьевая база магнезита и брусита в России» (в печати).

Объемы и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, включает 84 страницы текста, 12 рисунков, 19 таблиц и список литературы из 57 наименований.

Автор выражает искреннюю признательность и благодарность за всестороннюю помощь д.г-м.н., профессору Л.Ф. Наркелюну, а также ведущему специалисту России в области магнезиального сырья д.г-м.н. А.И. Шевелеву (ЦНИИгеолнеруд) за помощь и советы при проведении в ЛКР геологоразведочных работ и подготовке диссертации.

Автор благодарен за помощь и творческое сотрудничество при выполнении работы своим коллегам - B.C. Чечеткину, Ю.К. Давыдову, Г.А. Шевчуку, В.М. Асоскову, Н.Н. Чабану, Ф.И. Еникееву, Ю.Я. Кошелеву.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ларгинско-Кактолгинский район расположен к югу от Западно-Становой структурно-формационной зоны в Монголо-Забайкальской складчатой области. В северной части ЛКР примыкает к Монголо-Охотскому глубинному разлому, по которому на поверхность выведены высокомагнезиального породы

Шилкинского базит-гипербазитового пояса (рис.1). При последующем разрушении они сносились в близрасположенные мелководные морские лагуны и, по всей видимости, послужили источником образования магнезитов.

Кристаллические магнезиты ЖР относятся к терригенно-карбонатному типу магнезитовых месторождений, который в России имеет наибольшую промышленную ценность (Саткинское, Савинское и другие месторождения).

В JIKP выявлено 5 месторождений - Даргинское, Лучуйское, Береииское, Горевинское и Тимохинское. Они представлены залежами магнезитов пластовой и линзовидной форм мощностью от первых метров до 225 м, протяженностью до 1 км. Содержания основных компонентов в них следующие, %: MgO - 28,0-47,5; СаО - 0,2-20,0; Si02 - 0,2-15,0; Fe203 - 0,040,5. В залежах, по данным опробования, выделяются рудные тела «чистых» магнезитов мощностью 7,5 - 91,0 м, протяженностью до 1000 м. Содержания основных компонентов в них следующие, %: MgO — 39,0-47,5; СаО - 0,2-7,0; Si02 - 0,2-5,0; Fe203 - 0,04-0,2. Магнезиты мелко-, средне- и крупнозернистые, массивные, серовато-белого, белого и белоснежного цвета. Ресурсы «чистых» магнезитов приведены в таблице:

Месторождения Ресурсный потенциал, Среднее содержание

тыс.т основных компонентов, %

запасы прогнозные запасы MgO СаО Si02 Fe203

кат. С2 ресурсы + ресурсы + А1203

1 2 3 4 5 6 7 8

Ларгинское 10,5 8,9 19,4 43,9 4,0 3,1

Лучуйское 18,3 10,0 28,3 44,8 2,5 5,4 0,09

Береинское 19,6 10,0 29,6 44,5 3,5 3,8 0,14

Горевинское 13,1 1,5 14,6 42,7 3,5 3,0 0,10

Тимохинское 10,7 18,3 29,0 43,9 2,5 2,9 0,07

Проявления ЛКР - 287,3 287,3* - - - -

Итого 72,2 336,0 408,2* - - - -

* По оценке автора, ресурсный потенциал ЖР составляет около 1 млрд т.

В рудных телах выделяются блоки с высоким качеством магнезитов, %: МяО - 46,0-46,7; СаО - 1,3-2,0; БЮ2 - 0,3-0,6; Ре203 - 0,04-0,1.

Масштаб 1:15000 000 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

да зЕа зЕЗ б(пз га

ю® „И пЕЗ «ЕЮ

1-2 - Сибирская платформа: 1 - осадочный чехол, 2 - краевые выступы фундамента. 3-8 - Складчатые системы: 3 - Монголо-Забайкальская (МЗ), 4 - Саяно-Алтайская (СА), 5- Селенгино-Яблоновая (СЯ), 6 - Байкальская (Б), 7 - Становая (С), 8 - Рифейская (Р). 9 - Базит-гипербазитовые пояса: Байкало-Муйский (БМ), Саяно-Тувинский (СТ), Джидинский (Д), Каларский (К), Шилкинский (Э). 10 - Разломы: зоны краевого шва Сибирской платформы. 11 - Структурные швы: 1 - Монголо-Охотский, 2 - Джидино-Витимский; 3 - Каларско-Каренгский, 4 - Баппагайский. 12 - Региональные разломы: 5 - Ангаро-Вилюйский, б - Маркокинский, 7 - Окино-Вихоревский, 8 - Ангар -Катангский.13 - Месторождения магнезита: 1 - Удерейская группа, 2 - Савинское, 3 - Онотское, 4 - Ларгинское.

Рис. 1. Положение магнезитового оруденения в складчатых структурах юга Сибирской платформы. Составил В.П. Федоров на основе «Карты разломов Юго-Восточной Сибири масштаба 1:1 500 000» под редакцией П.М. Хренова (1982).

Приуроченность магнезитовых залежей к определенным структурно-тектоническим и литологическим комплексам показывает, что магнезиты-ЛКР подчиняются общим геологическим закономерностям, установленным для этой возрастной группы зарубежных и отечественных месторождений (Шевелев, Федоров, 2001).

Критерии локализации магнезитов в ЛКР.

Литологический контроль показывает приуроченность магнезитов к доломитам осиповской и кактолгинской свит, образовавшихся в благоприятных палеогеографических и других условиях, при которых в бассейне шла концентрация избыточного магния, поступающего из области сноса за счет продуктов кор химического выветривания базит-гипербазитовых пород.

Стратиграфический контроль определяет приуроченность магнезитов к терригенно-карбонатным отложениям газимурской серии в составе пяти свит позднего протерозоя - даргинской, осиповской, догиинской, кактолгинской, аркиинской.

Палеогеографический контроль свидетельствует, что формирование магнезитов происходило в осиповское и кактолгинское время, характеризующееся теплым и влажным климатом.

Геоструктурно-формационный контроль показывает, что магнезитовое оруденение приурочено к терригенно-карбонатной формации, расположенной в пределах Монголо-Забайкальской складчатой области, которая представляет собой крупные ритмичные серии осадков с преобладанием карбонатов и подчиненной ролью терригенных пород в основании.

Фациально-литологический контроль конкретизирует положение магнезитов в карбонатных толщах осиповской и кактолгинской свит.

Структурный контроль показывает приуроченность месторождений и проявлений магнезита ЛКР к купольно-кольцевым морфоструктурам современного рельефа, в которых располагаются большей частью в дуговых краевых поднятиях (рис.2).

Уточненные нами основные критерии локализации магнезитового оруденения в ЛКР позволяют прогнозировать в Забайкальском регионе новые магнезитоносные районы.

Обоснование защищаемых положений.

Положение 1. Магнезиты ЛКР приурочены к газимурской магнезитоносной терригенно-карбонатной формации позднего протерозоя. Она имеет асимметричное макроритмичное строение с терригенными породами в основании и нарастающей магнезиальностью карбонатов в верхних частях

1 - аркиинская свита (РЯэаг): графитовые и кристаллические сланцы, гнейсы, прослои карбонатных пород, кварцито-песчаников, кварцитов; 2 - кактолгинская свита (РЯзИ): доломиты, мраморы, прослои известняков, магнезиты, прослои кристаллосланцев, гнейсов, песчаников; 3 - догиинская свита (РйзсЗп): сланцы, алевролиты, песчаники, прослои известняков, доломитов; 4 - осиповская свита (РЯзов): доломиты, известняки, магнезиты, прослои сланцев; 5 - ларгинская свита кристаллосланцы, гнейсы, гнейсовидные

песчаники, прослои сланцев, известняков, доломитов; 6 - юрские отложения: конгломераты, песчаники, глинистые сланцы, андезито-базальты и их туфы; 7 - позднепалеозойские интрузии: габбро-диориты, диориты, кварцевые диориты (1); гранитоиды (2); 8 - средне-позднеюрские гранитоиды; 9 - четвертичные отложения (1), тектонические нарушения (2); 10 - месторождения и их номера (1), проявления магнезита (2) (1-Ларгинское, 2-Береинское, З-Лучуйское, 4-Горевинское, 5-Тимохинское); 11 - купольно-кольцевые структуры (I -Ларгинская, II - Шальдемарская, III - Кактолгинская, IV - Давакшанская, V - Лучуйская).

Рис. 2. Схематическая геологическая карта Ларгинско-Кактолгянского района. Составил В.П. Федоров с использованием материалов «Читагеолкома»

ритмов. В двух завершенных ритмах магнезиты тяготеют к средней и верхней частям доломитовых толщ (рис. 3).

Первый макроритм - кристаллические сланцы, гнейсы, гнейсовидные песчаники, прослои сланцев, известняков, доломитов даргинской свиты (РЛ^). Его завершают доломиты, известняки, магнезиты осиповской свиты (РЯзОэ).

Второй макроритм - сланцы, алевролиты, песчаники, прослои кремнистых сланцев, мергелей, известняков, доломитов догиинской свиты (Р11зс1п). Его завершают доломиты, мраморы, магнезиты, прослои углисто-слюдистых кристаллических сланцев, гнейсов и песчаников кактолгинской свиты (Р1131Л).

Третий макроритм незавершенный - графитовые и кристаллические сланцы, гнейсы, прослои карбонатных пород, песчаников, кварцитов аркиинской свиты (РЯ3аг). Верхняя продуктивная часть ритма возможно смыта, поскольку на отложения свиты цозднепротерозойского возраста с несогласием налегают эффузивы среднепалеозойского возраста.

Положение 2. Качество магнезитовых руд и их положение в пространстве определяются интенсивностью тектонических движений, регионального и контактового метаморфизма и гидротермально-метасоматических процессов.

В результате макро- и микроскопического исследования карбонатных пород продуктивного горизонта на Даргинском и других месторождениях ЖР установлен ряд основных и примесных (акцессорных) минералов. В магнезитовых рудах рудообразующий минерал - магнезит; примесные минералы - тальк, хлорит, серпентин, доломит, кварц и другие. Максимумы проявлений примесных минералов приурочены к зонам интенсивной трещиноватости и дробления магнезитов.

По содержанию М§0, СаО и примесных минералов, с учетом структурно-текстурных особенностей, в ЛКР четко выделяются магнезиты «чистые» (мономинеральные) и измененные.

«Чистые» магнезиты средне-, мелко- крупнозернистые, массивные, гранобластовые, белые и белоснежные. Они содержат:

1) основные компоненты в концентрациях - М§0 >39 %, СаО <_7 %, 8Ю2 < 5 %, ЛгОз < 0.5 %;

2) примесные минералы - тальк, хлорит, серпентин, доломит, кварц и другие, содержания которых не превышают 5 %, встречаются по трещинкам в виде чешуек, агрегатов чешуек и прожилков;

3) примесные элементы - Бг, Мп, Ва, Т1, В, 1Л, 2п и другие составляют не более 0,1 % от общей массы руды. Чистые магнезита характеризуются пониженными содержаниями этих элементов.

ЁЁ9< ЕЗ2 Эз ЕЛ6 Е]?

и е

1 - доломиты; 2 — известняки;

3 - известковистые доломиты;

4 - алевролиты, песчаники;

5 - кристаллические сланцы;

6 - графит; 7 - магнезиты

Рис. 3. Положение магнезитового оруденения в ритмах магнезитоносного комплекса. Составил В.П. Федоров по материалам «Читагеолкома»

Чистые магнезиты в залежах занимают около 30 % их объема. Из них около 10 % представлены высококачественными магнезитами с содержанием основных вредных примесей - СаО < 1,2 %; БЮ < 0,5 %; Р203 < 0,07 %.

Характерной особенностью магнезитов Даргинского и других месторождений ЛКР является природная чистота по содержаниям Ре203 + А120з, отличающая их от других месторождений России и мира (табл.1).

Загрязненные примесными минералами магнезиты (измененные в результате воздействия вторичных наложенных процессов - доломитизации, оталькования, окварцевания, тремолитизации и т.д.) характеризуются большим разнообразием структурно-текстурных особенностей: разнозернистые,

Таблица 1

Сравнительная характеристика качества магнезитов месторождений России и других стран (по П.П.Смолину, 1991 с дополнениями автора)

Магнези-тоносные провинции Месторождения Содержание, %

МёО СаО БЮг РегОз+А^Оз

Пришил-кинско-Аргунская ЛКМР Ларпшское 43,2 4,6 4,0 0,04-0,2

Береинское 44,5 3,47 3,82 0,14

Лучуйское 44,78 2,55 5,37 0,09

Тимохинское 43,91 2,46 2,94 0,07

Горевинское 42,7 1,2-4,0 0,7-3,5 0,07-0,13

Участки и блоки судных тел Ларгинское № 1 1 46,6 0,0-1,1 до 1,0 0,04-0,06

Ларгинское № 2 46,64 1,28 0,19 0,1

Тимохинское 46,04 1,05 0,45 0,06

Лугоканское 47,6 1,3 0,09 0,08

Маунинское 47,6 1,5 0,09 0,12

Дорожно-Кактолгинское 47,7 0,5 0,05 0,09

Восточно -саянская Савинское группа А 40,7 1,6 10,2 4,9

группа В 45,1 1,7 2,6 1,8

группа С 46,3 0,6 1,3 1,5

1 сорт (21 %) >46,0 <1,5 <1,5 1,5

3-4 сорта (70%) <43,5 <2,5 <2,5 и 7,0 1,8-4,9

Удерей-ская Тальское, Верхоту-ровское 46,6 1,2 0,6 1,0

Южноуральская Саткинское 45,5 1,5 1,1 1,2

5 ж ж я о ё Хайчен (особый) 47,3 0,5 0,2 0,5

Дашицяо, 1 сорт 45,8 1,14 1,9 0,97

2 сорт 46,4 0,5 2,5 0,7

Греция Эвбейское 46,4 0,8 0,3 1,2

Австрия Вейтш 42,4 1,7 0,9 4,0

массивные, гранобластовые, прожилково-сетчатые, часто трещиноватые, дробленые. Размеры доломитовых зерен в среднем составляют 1 мм, кварцевых до 0,4 мм. Содержат прожилки талысита, талькового камня, тремолита, кварца, кальцита мощностью от первых миллиметров до нескольких десятков сантиметров. В породах отмечается серпентин-хлоритовая, пиритовая минерализация. По содержанию основных компонентов (М§0 и СаО) измененные магнезиты подразделяются на магнезиты доломитистые и магнезиты доломитовые. Обе эти разновидности содержат примесь 8Ю2 в количестве 5 - 20 % за счет талька, кварца, тремолита. Измененные магнезиты имеют серовато-белый цвет, мелко- и среднезернистое строение, гранобластовую структуру, прожилково-сетчатую и массивную текстуры.

Интенсивная доломитизация, а также оталькование и окварцевание магнезитовых руд наблюдается по всему разрезу вдоль зон рассланцевания рудных тел. Наиболее сильно доломитовая минерализация проявлена на участке 1, где происходит увеличение мощности зон тектонических нарушений. Доломиты представлены порфирокластическими, часто ориентированно-зернистыми, массивными сланцеватыми и, в основном, тонко- и мелкозернистыми серыми породами. Из примесей отмечаются тальк, серпентин, хлорит, образующие в зонах рассланцевания субпараллельные прожилки с тонкой рассеянной вкрапленностью пирита. В зонах дробления и смятия доломитов наблюдаются кальцитовая минерализация и окварцевание.

Мощность зон рассланцевания и окварцевания на Даргинском месторождении увеличивается от участка 2 к участку 1 с 5 до 30 м за счет влияния близко расположенной интрузии. В обратном направлении на удалении от нее в породах происходит постепенное уменьшение доломитовой составляющей от 4,5 до 2,0 % и увеличение магнезитового компонента от 43,3 до 46,4 %.

Особенность состава ларгинских машезитов - повышенная известкови-стостъ, варьирующая кремнеземистость и разнообразие ассоциаций химических элементов, которое отличает их от южноуральских, удерейских, восточносаянских и показывает, что субстрат питающей области сноса был многообразным. По набору элементов-примесей можно предположить, что в формировании рудоносной толщи участвовали базитовые породы (№, Сг, Со, Ха, V, Бе, А§), основные породы (А1, Ыа, в!, Са, Сг, Ва, Сг, Мп), кислые (1л, Ве, В, А1, 81,8е, И, К, вг, Ва, У, Хп, №>, Мо, Мп, вп, О), а также элементы-примеси пневматолито-гидротермальных процессов (Са, 8с, Мо, Бе, Си, 2п, ва, вп, РЬ, 0,8).

Анализ количественного содержания и пространственного распределения элементов-примесей показывает, что комплекс базитовых элементов накапли-

вался, по-видимому, в период формирования объекта. Наиболее сильное воздействие на рудоносную толщу оказало становление кислых интрузий средне-позднеюрского возраста. Обогащение магнезитовых руд легкоплавкими и летучими элементами (1л, Ве, В, Иа, К) указывает на близость внедрившихся кислых интрузий, ассоциация элементов пневматолито-гидротермальной деятельности приурочена к интенсивной тектонической нарушенное™ пород. Таким образом:

1. Характер распределения примесных минералов и элементов позволил выявить закономерную зависимость качества магнезитов от влияния внедрившихся интрузий. "Установлено, чем ближе интрузия к магнезитам, тем интенсивнее проявлена тектоническая и пневматолито-гидротермальная деятельность. Это способствовало ухудшению качества магнезитов за счет их загрязнения примесными минералами по трещинкам и ослабленным зонам и увеличению объема измененных магнезитов.

2. В результате регионального и контактово-термального метаморфизма произошло отторжение и миграция органики и различных металлов во вмещающие породы, что привело к локализации в нижней толще сланцев аркиинской свиты Сивачуканского проявления графитов и двух проявлений железных руд. При этом произошла перекристаллизация магнезитов и доломитов в мраморизованные разности. За счет выноса органики, а также железа, марганца и других элементов магнезита приобрели необычайно белый и белоснежный цвет и уникально низкие содержания Рег03.

Положение 3. Расширение сфер применения магнезиального сырья может быть обеспечено на основе рационального использования выделенных типов и сортов руд.

На Даргинском месторождении четко выделяются четыре разновидности магнезиальных пород: магнезиты «чистые», доломитистые и доломиты (рис.4). Химический состав основных компонентов этих пород показан в таблице:

№ Содержания, % Количество

пп Типы руд СаО БЮг йзОз примесных минералов, %

1 Магнезиты «чистые» >39,0 <7,0 <5,0 <0,2 0-5

2 Магнезиты доломитистые 39,0-35,0 7,0-13,0 0,4-15,0 0,4 до 30

3 Магнезиты доломитовые 35,0-27,0 7,0-20,0 5,0-15,0 0,54 до 50

4 Доломиты 22,0-17,7 23,0-32,0 1,0-11,0 0,4 0-2

ШО,%

«V-

оо°

О О о

о°

магнезиты

магнезиты доломитистые

магнезиты доломитовые

дол«

5 7 10 13 15

20 23 25 27 29 3031 СаО

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: д - доломита, о - магнезиты доломитовые, + магнезиты доломитистые, • - магнезиты

Рис. 4. Характер распределения основных компонентов (МДО и СаО) в магнезиальных

породах ЛКР

(по В.А. Эпову с дополнениями В.П. Федорова)

Из перечисленных разновидностей практическую ценность в настоящее время имеют лишь магнезиты чистые и доломиты. Магнезиты, измененные (доломитистые и доломитовые) из-за высоких содержаний СаО и 810 и низких МдО, отнесены к некондиционным. Автор считает, что их использование в производстве огнеупоров и каустического магнезита возможно после удаления примесных минералов - талька, доломита, кварца и др. Эта задача облегчается тем, что загрязнение магнезитов примесными минералами происходит по трещинкам и ослабленным тектоникой зонам. При раскрытии трещин в процессе взрывных работ и дробления до 100-200 мм тальк, вторичный доломит, хлорит, пирит и да. отходят в мелкую фракцию (до 100 мм) и легко удаляются при рудоразборке. Таким образом, загрязненные магнезиты перейдут в разряд чистых. Возможны следующие основные направления рационального использования магнезиального сырья.

1. Магнезиты "чистые" (мономинеральные). Из них в зависимости от температуры нагревания, обжига и плавления производят три вида товарных магнезитов - каустический (600-1000 °С), намертво обожженный (1500-1800 °С), электроплавильный (2800 °С). Основные виды магнезитовой продукции и области их применения показаны на рис. 5.

Каустический магнезит (М§0) - продукт кальцинации (обжиг 600-1000 °С) магнезита. Затворенный на растворе хлористого магния (М$*СЬ), он образует прочный так называемый магнезиальный цемент, или цемент Сореля. Магнезиальные вяжущие вещества и изделия на их основе являются биологически инертными, т.е. экологически безопасными.

Область применения: химическая, энергетическая, стекольная, целлюлозно-бумажная, рудодобывающая, нефтегазодобывающая промышленность, строительное, каучуковое, литейное, магниевое производство. Качественный состав магнезитов Даргинского месторождения не постоянен и варьирует в пределах, %: М{>0 - 39,0-47,6 (среднее 43,3); СаО - 0,5-7,0 (среднее 4,6); БЮг - 0,7-5,3 (среднее 4,0); БегОз - 0,04-0,2. По этим показателям они подходят, в основном, для производства каустического магнезитового порошка (цемента Сореля).

Испытания магнезитов для производства магнезитового каустического порошка проводили НПО "Уралбетон" (совместно с ВосгИО), НИЦСМ, НГКО "Втордрев". В результате из ларгинских магнезитов получен каустический магнезит марок ПМК-75, ПМК-83, ПМК-93, который не уступает по качеству аналогам, производимым на комбинате "Магнезит", а ввиду малого содержания примесей оксида железа обеспечивается высокая белизна материалов, благодаря

которой они пригодны для изготовления цветного магнезиального цемента в зависимости от применяемых пигментов.

Рис. 5. Виды продукции, получаемой из магнезита. Составил В.П. Федоров по материалам И.Ф. Романович и др., 1999 г.

На основе каустического магнезиального вяжущего, полученного из даргинского магнезита, в 1991 г. технолог И.А. Фридман (НИЦСМ) изготовил опытные образцы облицовочной плитки, древесно-стружечной плиты, шифера и цветного цемента. Изделия характеризуются высоким качеством. Благодаря естественному белоснежному цвету, облицовочная плитка имеет исключительную белизну, а красители позволяют получить любой цвет, оттенок или рисунок.

Огнеупорные порошки и магнезитовые изделия. Основной потребитель магнезита (свыше 95 %) - огнеупорная промышленность, где после обжига или плавления магнезит используется для изготовления магнезитовых, хромомагне-зитовых, магнезито-хромитовых огнеупорных изделий, которые применяются для кладки мартеновских, электроплавильных и других высокотемпературных печей и для футеровки вращающихся цементных печей. Металлургический магнезитовый порошок используется для наварки подин сталеплавильных печей и в качестве полупродукта для изготовления огнеупорных изделий. В электротехнической промышленности магнезит (в виде периклаза) используют для получения керамики, применяющейся при изготовлении радиодеталей, в качестве наполнителя в трубчатых электронагревателях, для получения запрессовочной массы в бытовых электронагревателях и для иных электротехнических целей.

Технические требования к качеству магнезитов разрабатываются для каждого месторождения. На Саткинском месторождении по содержаниям основных компонентов магнезиты разделены на четыре сорта:

Компоненты Содержания, %

1 сорт 2 сорт 3 сорт 4 сорт

М§0 46 45 43 39

СаО 0,8. 1,2 2,8 7,0

1,2 1,5 2,4 2,5

Ларгинские магнезиты характеризуются в целом низким качеством, однако в рудных телах возможно селективно отрабатывать блоки с высоким качеством руд (1 и 2 сорта): МвО - 46,1-46,6 %; СаО - 0,9-1,28 %; 8Ю2 - 0,2-1,0 %; Ре20з - 0,04-0,1 %. Запасы таких магнезитов оцениваются в 2 млн т, а в целом по ЛКМР - около 100 млн т. Эти магнезиты пригодны для огнеупорных порошков 1 и 2 сорта.

Объем "чистых" магнезитов и их качество можно значительно повысить, применяя рудоразборку как «чистых», так и измененных магнезитов, при которой мелкая фракция, загрязняющая магнезиты (тальк, кварц, вторичный доломит и т.д.), будет складироваться отдельно. При этом из нее попутно можно извлекать талькиты.

Технологические исследования ларгинских магнезитов для производства из них огнеупорных порошков и электротехнического периклаза были проведены в 60-х годах прошлого столетия. По результатам исследований свойств сырья изготовлены магнезитовые, периклазшпинелевые, магнезит-хромитовые

изделия, которые отвечали действующим в 1960 г. ГОСТам и ТУ. Сырье может использоваться также для производства огнеупорного магнезиального кирпича и электротехнического периклаза.

Доломиты относятся к карбонатно-терригенной формации. Ресурсы доломитов в данном районе практически не ограничены. Из них наибольшую ценность представляют чистые разности. Они могут быть использованы в качестве металлургического, строительного, агрохимического и других видов сырья. Доля металлургических доломитов достигает 94 % всего потребления доломитов.

Технология переработки доломитового сырья включает: дробление и измельчение, обжиг при различных температурах и продолжительности, химическую переработку. В результате обработки доломитов этими процессами получают товарную доломитовую продукцию различного назначения.

Дробленый доломит (100-150 мм) используется в качестве флюса при производстве стекла, глазури, минеральной ваты, заполнителя в огнеупорном бетоне. Измельченный доломит (<5 мм) используют при агломерации руд, заправке мартеновских печей как наполнитель для резины, красок. Низкотемпературный обжиг (при температуре 750-800 °С) представляет собой каустический доломит. При затворении его бишофитом получается быстротвердеющий доломитовый цемент - аналог цемента "Сореля ", приготовляемый на основе магнезита. Среднетемпературный обжиг (1000-1100 °С) дает известь-пушонку. На ее основе при затворении водой и в смеси с песком готовятся строительные растворы. При обжиге выше 1450 °С получается "намертво" обожженный доломит, идущий на изготовление огнеупорного кирпича, смолодоломита, футеро-вочных порошков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований и обработки фактического материала в Забайкалье выявлен магнезитоносный район, который по масштабам оруденения и качеству магнезита не уступает крупнейшим в России месторождениям Красноярского края и Иркутской области, а по низким содержаниям железа и алюминия является уникальным в мире.

Основные научно-практические результаты диссертационной работы.

1. Установленные в ЛКР региональные признаки локализации магнезитового оруденения позволяют прогнозировать в Забайкальском регионе новые магнезитоносные районы.

2. Разработанные геологические критерии локализации магнезитовых месторождений позволили в ЛКР выделить Кактолгинский рудный узел в качестве первоочередного на поиски и оценку высококачественных магнезитов и бруситов.

3. На примере Даргинского месторождения выявлены закономерности локализации магнезитовых залежей и рудных тел, выделены типы и сорта магнезиальных руд и зависимость их качества от интенсивности проявления регионального и контактового метаморфизма, тектонических и гидротермально-метасоматических процессов, что позволяет предварительно оценить качество руд новых объектов на ранних стадиях их изучения.

4. В результате исследований характера засорения даргинских магнезитов примесными минералами (тальком, хлоритом, серпентином, доломитом, кварцем и др.) по трещинкам и ослабленным тектоникой зонам доказано, что комплексное использование и выход высококачественных руд можно значительно повысить за счет дополнительной сортировки как «чистых», так и измененных магнезитов и комплексного использования отходов обогащения (талька, доломита и др.).

5. Показано, что применение в процессе разведки магнезитовых месторождений ЛКР сортировки руд второй половины керновых, бороздовых и технологических проб (первая половина обрабатывается и анализируется по общепринятой методике), позволит оконтурить рудные тела с устойчивыми сортами руд, повысить их качество на 1-2 разряда и впервые в практике применить нетрадиционный подсчет предварительно обогащенных магнезитовых руд.

6. Установлено, что ресурсный потенциал ЛКР (более 1 млрд т) дает основу для организации в Читинской области мощного высокорентабельного магнезитового предприятия, способного обеспечить потребность России и других стран на многие десятилетия.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Рифейские магнезиты междуречья Шилки и Газимура//Материалы по стратиформным месторождениям. - Чита: ЧитПИ, 1990. — С. 190-192 (в соавторстве с А.И. Шевелевым).

2. Даргинское месторождение и другие проявления в Забайкалье: Сб. статей "Высокомагнезиальное минеральное сырье". - М: Наука, 1991. - С. 95-100.

3. Закономерности размещения магнезитов Даргинского месторождения/Материалы второй научно-технической конференции, посвященной 25-летию Горного факультета. - Чита: ЧитГТУ, часть 1, 1999.— С. 73-74.

4. Комплексное использование магнезитового сырья Даргинского месторождения/Материалы второй научно-технической конференции, посвященной 25-летию Горного факультета. - Чита: ЧитГТУ, часть 2, 1999.- С. 40-42.

5. Перспективы укрепления минерально-сырьевой базы и освоения минеральных ресурсов /Геологические исследования и горно-промышленный комплекс Забайкалья. -Новосибирск: Наука, 1999. С.514-516 (в соавторстве с Ф.Ф. Быбиным и др.).

6. Проблемы рационального и комплексного использования полезных ископаемых Забайкалья.//Разведка и охрана недр. - М.: 2000- № 1 - С. 48-51 (в соавторстве с Л.Ф.Наркелюном).

7. Предложения по освоению магнезитов Читинской области/Материалы третьей научно-технической конференции Горного института. - Чита: ЧитГТУ, часть 1,2000. - С. 42-43.

8. Магнезитоносность терригенно-карбонатных комплексов Забайкалья//Материалы-1У международного симпозиума 16-20 октября 2001 «Геологическая и минералогическая корреляция в сопредельных районах России, Китая и Монголии. - Чита: Чит ГТУ, 2001. - С. 128-129 (в соавторстве с А.ПШевелевым).

9. Литолого-стратиграфический контроль магнезитового оруденения Забайкалья/УМатериалы межрегиональной научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ. - Чита: ФГУПЗабНИИ, 2001. С. 111-112.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 г. Сдано в производство 19.05.2003 г. Уч.-изд. л. 1 Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз. Заказ №

Читинский государственный технический университет 672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30

РИК ЧитГТУ

f I

f f

IM 07 40

\oj4c>

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Федоров, Валентин Петрович

р ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАССМАТРИВАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ

ГЛАВА 2. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ МАГНЕЗИТОВ В

ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ.

2.1 .Стратиграфическая приуроченность магнезитов и особенности строения магнезитоносной формации.

2.2. Типы магматизма и их влияние на формирование магнезитов

2.3. Тектоническая позиция магнезитов

2.4. Минерагения Ларгинско-Кактолгинского района и его ресурсный потенциал.

ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ЛАРГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

МАГНЕЗИТОВ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИХ КАЧЕСТВА.

3.1. Стратиграфо-тектоническое положение месторождения и характеристика залежей

3.2. Состав магнезитов как отражение геологических условий локализации и формирования.

3.2.1. Влияние контактового метаморфизма на качество магнезитов.

3.2.2. Влияние тектоники и гидротермально-метасоматических процессов на формирование сортов руд

3.3. Прогнозно-поисковые критерии и признаки магнезитового оруденения . 67 $

ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОГО

СЫРЬЯ ЛАРГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

4.1. Основные природные типы магнезитового сырья Ларгинского местороде

4.2. Характеристика продукции Даргинского месторождения.

4.3. Перспективы комплексного использования магнезиального сырья

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геологические условия локализации и формирования качества магнезитов Ларгинско-Кактолгинского района"

Магнезиты являются ценным сырьем, которое применяется во многих сферах промышленного производства - огнеупорах, радиокерамике, электроизоляционных наполнителях ТЭНов, химических продуктах различного назначения, строительных материалах и изделиях.

В России ежегодно добывается около 2,5 млн т магнезита (в мире - 8-9 млн т) при потребности 4,0-4,5 млн т. Дефицит магнезиальных огнеупорных продуктов покрывается за счет импорта, главным образом, из Китая.

Ведущим предприятием в России по добыче и переработке магнезитов является комбинат "Магнезит" (около 90% общероссийского годового объема добычи). Комбинат более 100 лет разрабатывает месторождения Саткинской группы, запасы которых для открытой разработки исчерпываются, имеется дефицит в особо чистых сортах магнезитов. Неблагоприятная ситуация в России с обеспечением огнеупорной промышленности сырьем объясняется следующими причинами: 1) запасы магнезитов в России осваиваются неудовлетворительно; 2) руды разведанных месторождений по качеству не удовлетворяют возросшим требованиям промышленности; 3) для освоения в промышленных масштабах месторождений Красноярского края и (или) Иркутской области необходимы крупные капиталовложения, к тому же их руды требуют глубокого технологического передела.

В качестве альтернативы месторождениям Красноярского края и Иркутской области в диссертации рассматривается новый для России магнезитовый район - Ларгинско-Кактолгинский, расположенный в Читинской области, в междуречье Шилки и Газимура. Здесь выявлено 5 месторождений с неутвержденными запасами и более 40 проявлений кристаллического магнезита, ресурсный потенциал которых, по оценке автора, составляет около 1 млрд т. Магнезиты Ларгинско-Кактолгинского района (ЛКР) по качеству сопоставимы с Кирги-тейскими и Савинскими. Вместе с тем, среди них возможно выделение рудных тел и блоков, представленных магнезитами высшего качества, в т.ч. дефицитными сортами с исключительно низкими содержаниями железа, пригодными для производства электротехнического периклаза первого класса.

Необходимо констатировать, что геологическое строение ЛКР изучено слабо (отсутствуют кондиционные геологические карты масштаба 1:50 ООО), опоискованность его площади на магнезиты низкая, на выявленных месторождениях запасы не утверждены, качество руд и их рациональное использование изучено не в полном объеме, отсутствует научное обоснование постановки геологоразведочных работ, которые проводились на объектах доступных для транспорта, а не на оптимальных по масштабам оруденения и качеству руд. Следствием этого является слабая освещенность в научной литературе магнезитоносности Забайкалья. Лишь в отдельных публикациях А.И.Шевелева, П.П.Смолина, Я.Х.Саетгалеева имеются ссылки на Ларгинское месторождение и в нескольких статьях раскрываются общие вопросы геологического строения Ларгинского и Лучуйского месторождений и качества их сырья. Обобщающих сводных работ по проблеме магнезита в Забайкалье на сегодняшний день нет.

Объект исследований - магнезиты Ларгинско-Кактолгинского района.

Предмет исследований - геологические условия локализации магнезитового орудене-ния, закономерности его формирования и рациональное использование руд.

Идея работы заключается в установлении закономерностей локализации магнезитового оруденения в ЛКР на основе комплексного анализа, стратиграфических, палеографических, тектонических и других критериев и разработке основных направлений рационального использования различных типов и сортов руд магнезитовых месторождений района.

1) выявить основные закономерности локализации магнезитового оруденения и его масштабы в ЛКР;

Решение этих задач проводилось с использованием научных разработок и результатов исследований ведущих отечественных ученых в области изучения магнезитов А.И.Шевелева и П.П.Смолина и комплекса методов исследований вещественного и минерального состава магнезитовых руд: химического, спектрального, минералогического, петрографического и других. Для прогнозирования перспективных участков использовался морфоструктурный анализ современного рельефа.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены собственные материалы исследования автора за 15-летний период изучения магнезиального сырья. Изучено около 100 обнажений магнезитов и доломитов. Физические объемы геологоразведочных работ, положенные в основу диссертации, составляют: бурение - около 10 тыс. п.м., канав - более 20 тыс.м3, керновое и бороздовое опробование - более 3 тыс. проб, в т.ч. 300 отобранных лично; выполнено более 9 тысяч различных видов анализов в аттестованных лабораториях Читы, Казани, Свердловска, Сатки, Москвы, Балабаново. В работе использованы материалы по месторождениям Ляонин (КНР), на котором автор в 1998 г. изучал процесс добычи и обжига магнезитов. В процессе исследования выполнено дешифрирование аэрокос-моснимков и морфоструктурный анализ современного рельефа. По результатам геологоразведочных работ, которые курировал автор, построены модели магнезиальных объектов и площадей их развития в различных масштабах. Собраны и систематизированы фондовые и опубликованные работы о магнезитовом оруденении Шилка-Аргунского междуречья. Использованы материалы геологосъемочных, тематических, поисковых и оценочных работ.

Защищаемые научные положения. 1. Магнезиты ЛКР приурочены к газимурской магне-зитоносной терригенно-карбонатной формации позднего протерозоя. Она имеет асимметричное макроритмичное строение с терригенными породами в основании и нарастающей магнезиальностью карбонатов в верхней части ритмов. В двух завершенных ритмах магнезиты тяготеют к средней и верхней частям доломитовых толщ.

2. Качество магнезитовых руд и их положение в пространстве определяются интенсивностью тектонических движений, регионального и контактового метаморфизма и гидротер-мально-метасоматических процессов.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов определяются:

- представительным объемом фактического материала автора и привлеченного из различных источников по геологии, стратиграфии, тектонике, минералогии, геохимии, металлогении и пр.;

- фактическими данными автора, полученными в процессе многолетних исследований, которые привели к открытию Горевинского и Тимохинского месторождений, нескольних десятков проявлений магнезита и бруситоносности в Кактолгинском рудном узле;

- базируются на всестороннем анализе критериев и признаков локализации магнезитового оруденения в ЛКР и сравнении их с установленными на крупных месторождениях России.

3) продуктивная магнезитоносная формация, представленная отложениями ларгин-ской, осиповской, догиинской, кактолгинской, аркиинской свит позднего протерозоя, имеет асимметричное макростроение с терригенными породами в основаниях и нарастающей маг-незиальностью доломитов в верхней части ритмов (Ca:Mg от 6 до 1);

8) в соответствии с установленным характером засорения магнезитов по мелким трещинам тальком, вторичным доломитом, кварцем и другими минералами предложена схема обогащения руд методом рудоразборки, позволяющая отделить крупную фракцию чистого магнезита от мелкой "загрязненной" фракции. Данный метод позволит улучшить качество как "чистых", так и измененных ("загрязненных") магнезитов и произвести подсчет и утверждение запасов обогащенной их части. В настоящее время измененные магнезиты в процессе проведения геологоразведочных работ не учитываются даже в качестве забалансовых запасов. Их вовлечение в эксплуатацию после простой рудоразборки позволит увеличить запасы месторождений на 40-50%.

Практическая значимость работы заключается:

3) обосновании возможности использования низкосортных магнезитов в качестве сырья для производства каустического магнезиального вяжущего (цемента Сореля), являющегося основой для получения легковесных строительных изделий (ДСП, ДВП, бруса и стеновых панелей из опилок), а также шифера, облицовочной плитки и многих других материалов и изделий.

Личный вклад автора заключается:

2) установлении критериев и признаков локализации магнезитовых месторождений в

ЛКР;

4) обосновании комплексного использования магнезиального сырья Ларгинского и других месторождений ЛКР.

Апробация работы и публикации. Основные результаты и выводы автора докладывались на следующих совещаниях и конференциях: Межрегиональная конференция по страти-формным месторождениям (г.Чита, 1990); "Высокомагнезиальное минеральное сырье" (Москва, 1991); Вторая и Третья научно-технические конференции Горного института (Чита, 1999, 2000); IV Международный симпозиум "Геологическая и минерагеническая корреляция в сопредельных районах России, Китая и Монголии" (Чита, 2001).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, а также включены в монографию "Минерально-сырьевая база магнезита брусита в России (в печати).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, включает 96 страниц текста, 12 рисунков, 19 таблиц и список литературы из 57 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Федоров, Валентин Петрович

Выводы:

1. В результате проведенных исследований на Даргинском месторождении выделено 4 сорта магнезиального сырья: магнезиты - "чистые", доломитистые, доломитовые; доломиты.

2. Магнезиты "чистые" пригодны для производства каустических и огнеупорных порошков.

3. Магнезиты измененные (доломитистые и доломитовые) могут быть использованы после обогащения (рудоразборки) для производства каустического порошка.

4. Доломиты по качеству удовлетворяют требованиям промышленности и могут быть использованы в различных производствах (черная металлургия, огнеупоры, флюсы и т.д.).

5. При обогащении рудоразборкой в мелкой фракции накапливаются примесные (вторичные минералы), главным образом, тальк, вторичный доломит, кварц. Из них тальк представляет наибольшую ценность, он не содержит вредных примесей и может быть использован в медицине и пищевой промышленности.

6. В процессе эксплуатации и рудоразборки всех выделенных 4 сортов магнезиального сырья материал мелкой фракции, в которой будут накапливаться магнезит, доломит и примесные минералы, может быть использован для строительных целей - отсыпка дорог, добавки в бетон и пр. (рис.12).

Таким образом, эксплуатация Ларгинского месторождения будет происходить по комплексной малоотходной технологии (3-е защищаемое положение).

Г V

Рис. 12

Виды продукции, получаемые из магнезитов Ларгинского месторождения. Составил В.П. Федоров

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований в Забайкалье выявлен магнезитоносный район, который по масштабам оруденения и качеству магнезита не уступает крупнейшим в России месторождениям Красноярского края, Челябинской и Иркутской областей, а по низким содержаниям оксидов железа и алюминия является уникальным.

Основные научно-практические результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

- установленные в ЛКР региональные признаки локализации магнезитового оруденения позволяют прогнозировать в Забайкальском регионе новые магнезитоносные районы;

- разработанные геологические критерии локализации магнезитовых месторождений позволили в ЛКР выделить Кактолгинский рудный узел в качестве первоочередного на поиски и оценку высококачественных магнезитов и бруситов;

- на примере Ларгинского месторождения выявлены закономерности локализации магнезитовых залежей и рудных тел, выделены типы и сорта магнезиальных руд и зависимость их качества от интенсивности проявления регионального и контактового метаморфизма, тектонических и гидротермально-метасоматических процессов, что позволяет предварительно оценить качество руд новых объектов на ранних стадиях их изучения;

- в результате исследований характера засорения ларгинских магнезитов примесными минералами (тальк, хлорит, серпентин, доломит, кварц и др.) по трещинкам и ослабленным тектоникой зонам доказано, что комплексное использование и выход высококачественных руд можно значительно повысить за счет дополнительной сортировки как "чистых", так и измененных магнезитов и комплексного использования отходов, обогащения (талька, доломита и др.);

- считаем необходимым в процессе разведки магнезитовых месторождений ЛКР применить сортировку руд второй половины керновых, бороздовых и технологических проб и проводить по ним соответствующий химический анализ. Это позволит оконтурить рудные тела с устойчивыми сортами руд, повысить их качество на 1-2 разряда и впервые в практике применить нетрадиционный подсчет предварительно обогащенных магнезитовых руд;

- установлено, что ресурсный потенциал ЛКР (более 1 млрд т) позволяет организовать в Читинской области мощное магнезитовое предприятие, способное обеспечить потребность России и других стран на многие десятилетия.

К нерешенным проблемам следует отнести следующие основные:

1. Слабая геологическая изученность ЛКР не позволяет провести здесь надежную комплексную оценку на возможные виды полезных ископаемых. Так анализ геологического и тектонического строения и минералого-геохимические данные позволяют предполагать здесь более широкий минерагенический спектр забайкальского магнезитоносного комплекса. Помимо магнезита, брусита, талька, графита район перспективен на магнезиально-силикатное сырье - тремолит, диопсид, хлорит, а также на полиметаллы (РЪ, Zn, Ag) и редкие металлы (Та, Nb). Поэтому при должных исследованиях ЛКР будет иметь значение не только как магнезитоносный, но и как комплексно-сырьевой.

2. Небольшой объем технологических исследований магнезитов Ларгинского месторождения недостаточен для использования их в различных производствах. Автор считает, что в современных экономических условиях эти исследования должны быть ориентированы на разработку технологии получения каустических и огнеупорных порошков с минимальными затратами, которые по качественным показателям соответствовали бы не требованиям ГОСТов, а требованиям технологического процесса производства определенного вида продукции. Так, например, магнезиты с содержанием БЮг - 15% в России считаются некондиционными, а в Китае они используются для производства цемента довольно высокого качества.

3. Перспективы выявления месторождений магнезитов не ограничиваются Ларгинско-Кактолгинским районом. В Читинской области и республике Бурятия они могут быть обнаружены в окрестностях Канарского и Байкало-Муйского базит-гипербазитовых поясов. Перспективна также площадь выходов доломитов на крайнем севере Читинской области, образовавшихся во внутриконтинентальной впадине Сибирской платформы. При проведении в указанных районах геологоразведочных работ необходимо обратить внимание на возможность выявления в них магнезитовых месторождений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Федоров, Валентин Петрович, Чита

1. Анфимов Л.В., Бусыгин Б.Д., Демина Л.Е. Саткинские месторождения магнезитов на Южном Урале. М.: Наука. - 1983. - 88 с.

2. Высокомагнезиальное минеральное сырье. М.: Наука. - 1991. - 336 с. Геологические типы, закономерности размещения и прогноз месторождений брусита и магнезита/П.П.Смолин, А.И.Шевелев, Л.П.Урасина и др. - М.: Наука. - 1984. - 315 с.

3. Игнатова М.Д. Магнезитовые месторождения Красноярского края//Геохимия, петрография и минералогия осадочных образований. М.: Изд. АН СССР. - 1963. - С. 446-451.

4. Карта разломов Юго-Восточной Сибири масштаба 1:1500 ООО /Под ред. Хренова П.М.- Л.: ВСЕГЕИ. 1982. - 1 л.

5. Кузьмин B.C., Онихимовский В.В., Смолин П.П. Брусит-новое высокомагнезиальное полезное ископаемое//Новые виды неметаллических полезных ископаемых. М.: 1975. - С. 18-28.

6. Металлогенический анализ в областях активизации (на примере Забайкалья). М.: Наука.-1977.- 176 с.

7. Наркелюн Л.Ф. Комплексное использование минерального сырья и горно-технологических отходов. Чита. ЧГТУ. - 1996. - 140 с.

8. Романович И.Ф., Саетгалеев Я.Х., Рахматуллин Э.Х. Минеральное сырье. Тальк и пи-рофилит // Справочник. М.: ЗАО Геоинформмарк. - 1998. - 37 с.

9. Романович И.Ф., Смолин П.П., Хайруллина Г.З., Шевелев А.И. // Справочник. Минеральное сырье. Магнезит и брусит. М.: ЗАО Геоинформмарк. - 1999. - 33 с.

10. Саетгалеев Я.Х., Тохтасьев B.C., Шевелев А.И. и др. Изучение карбонатных толщ в пределах Лучуйского и Ларгинского рудных полей при помощи статистических методов //Огнеупоры.-М.: 1995. N10.-С. 15-19.

11. Саетгалеев Я.Х., Тохтасьев B.C., Шевелев А.И. и др. Минералого-геохимические кри терии прогноза и поисков высококачественных магнезитовых руд//Отечественная геология. М.:- 1996. -N16. С. 21-28.

12. Саетгалеев Я.Х. Минералогическая характеристика и типизация магнезитовых руд Верхотуровского месторождения//Автореферат сотрудника ЦНИИгеолнеруд. Казань. -1997.-23 с.

13. Сементовский Ю.Б., Бобрикова Е.В. Минеральное сырье. Доломит. // Справочник. -М.: ЗАО Геоинформмарк. 1998. - 24 с.

14. Смолин П.П. Условия формирования месторождений магнезита, талька и брусита в эволюции магнезиально-карбонатных толщ//Геохимия, петрология/МГК XXMV сессия. Докл. сов. геологов. М.: 1976. - С. 23-25.

15. Смолин П.П., Шевелев А.И., Урасина Л.П. и др. Генетические типы, закономерности размещения и прогноз месторождений брусита и магнезита. М.: Наука. - 1984. - 318 с.

16. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Том III. М.: Изд. АН СССР. - 1962. -550

17. Тимесков В.А. К научным основам прогноза магнезитов в карбонатных формациях Сибири//Карбонатные формации Сибири и связанные с ними полезные ископаемые. Ново сибирск: Наука. - 1982. - С. 162-166.

18. Тимесков В.А. К научным основам прогноза и поисков магнезитовых месторожде-ний//Советская геология. 1983. - N 3. - С. 38.

19. Тимесков В.А. Минеральное сырье. Графит //Справочник. М.: М.: ЗАО Геоинформ-марк. - 1997. - 30 с.

20. Ушакова А.И., Шевченко В.В. Магнезиты Енисейского кряжа (рудопроявление Голу-бое//Карбонатные формации Сибири и связанные с ними полезные ископаемые. Новосибирск: Наука. - 1982. - С. 166-168.

21. Федоров В.П. Ларгинское месторождение и другие проявления в Забайкалье: Сб. статей "Высокомагнезиальное минеральное сырье". М.: Наука. - 1991. - С. 95-100.

22. Федоров В.П. Закономерности размещения магнезитов Ларгинского месторожде-ния//Материалы второй Научно-технической конференции, посвященной 25-летию Горного института. Чита: ЧитГТУ, часть 1. - 1999. - С. 73-74.

23. Федоров В.П. Комплексное использование магнезитового сырья Ларгинского месторождения/Материалы второй Научно-технической конференции, посвященной 25-летию Горного института. Чита: ЧитГТУ, часть 2. - 1999. - С. 40-42.

24. Федоров В.П. Предложение по освоению магнезитов Читинской области//Материалы третьей Научно-технической конференции, посвященной 25-летию Горного института. Чита: ЧитГТУ, часть 1. - 2000. - С. 42-43.

25. Федоров В.П. Литолого-стратиграфический контроль магнезитового оруденения Забайкалья/Материалы межрегиональной Научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ. Чита: ЗабНИИ. - 2001. - С. 111-112.

26. Шевелев А.И. К вопросу образования месторождений магнезита//Геология и геофизика. Новосибирск: 1978. N 8. - С. 67-75.

27. Шевелев А.И. О литологической ассоциации месторождений магнезита в доломитовых комплексах//Литология и полезные ископаемые. М.: Наука. - 1978. -N 3. - С. 131-136.

28. Шевелев А.И. Перспективы складчатого обрамления юга Сибирской платформы. На магнезиальное сырье//Геология и геофизика. 1980. - N 7. - С. 122-127.

29. Шевелев А.И. Перспективы зоны БАМ на магнезиальное сырье//Геология и оценкаместорождений нерудных полезных ископаемых зоны БАМ. М.: Недра. - 1990. - С. 82-86.

30. Шевелев А.И., Смолин П.П., Федоров В.П. и др. Рифейские магнезиты междуречья Шалки и Газимура//Материалы межрегиональной конференции "Проблемы стратиформных месторождений. Чита: ЧитПИ. 1990. - С. 190-192.

31. Шевелев А.И. Закономерности размещения и основы прогноза магнезитовых место-рождений//Автореферат сотрудника ЦНИИгеолнеруд. М.: 1997. - 47 с.

32. Шевелев А.И. Магнезиальное сырье России//Минеральное сырье России. Экономика и управление. М.: ЗАО Геоинформмарк. - 2001. -N 1. - С. 14-20.

33. Шевелев А.И. Методические рекомендации по прогнозу и поискам месторождений полезных ископаемых на примере магнезиального сырья. Казань: КГУ. - 2001. - 22 с.

34. Алексеев B.B., Усманов M.A., Кузьминых Н.В. Процесс производства каустического магнезита Ларгинского месторождения. Екатеринбург, НПО "Магстром". 1992. 35 с.

35. Алексеев В.В., Черноусое Г.К. Технико-экономическое обоснование организации производства магнезитового порошка на Карымском заводе строительных материалов. Екатеринбург, НПО "Магстром". 1992. 23 с.

36. Алексеев В.В., Черноусое Г.К. Технико-экономическое обоснование по организации производства каустических магнезитовых порошков на базе Ларгинского месторождениямагнезитов. Екатеринбург, НПО "Магстром". 1992. 20 с.

37. Бесстрашное В.К. Отчет по теме: "Испытание новых материалов для производства периклаза опытные плавки 3,4,5 и 6-й проб магнезита Ларгинского месторождения. Москва, ВНИИЭТО, 1966. - 44 с.

38. Винниченко В.И. и др. Геологическое строение и полезные ископаемые низовья р.Газимур. (Окончательный отчет Кактолгинской партии по геологической съемке и поискам м-ба 1:50 ООО за 1974-78 гг.). Чита, ЧГУ, 1978. 344 с.

39. Гавринев В.В. Отчет о геологоразведочных работах выполненных на Ларгинском месторождении магнезита. Чита, Восточная ГРЭ, 1990. 21 с.

40. Дранников С.С. Отчет о поисково-оценочных работах на площади Кактолгинской группы проявлений магнезита. Чита, Восточное ГГП, 1994. 138 с.

41. Дубровин В.М. Отчет о поисково-разведочных работах, проведенных Холбонской партией на Ларгинском месторождении магнезитов в 1961 г. Чита, ЧГУ, 1962. 75 с.

42. Золотухин В.И. Отчет Лугоканской партии о результатах поисково-ревизионных работ на природное сырье для черной металлургии, проведенных в Усть-Карском и Сретенском районах Читинской области в 1955 г. Чита, ЧГУ, 1956. 315 с.

43. Калугин И.С., Ушаков А.Д. Отчет о результатах поисково-разведочных работ на Лу-чуйском месторождении магнезитов и дополнительных работ на Береинском и Ларгинском месторождениях, проведенных в 1967-68 гг. Чита, ЧГУ, 1970. 58 с.

44. Левченко А.И. Информационный отчет Магнезитовой партии по детальной разведке Ларгинского месторождения магнезитов с подсчетом запасов по состоянию на 01.12.96 г. Чита, ГГП Восточное, 1996. 57 с.

45. Лиханов В.Д., Эпов В.А. и др. Геологическое строение и полезные ископаемые нижнего течения рек Шилка и Газимур. Отчет Аркиинской партии по ГДП-200 (второе издание) за 1993-1999 гг. Лист N-50-XXX. Чита, ГГУП "Читагеолсъемка", 2000. 255 с.

46. Моренко В.Ф. Промежуточный отчет о результатах разведочных работ, проведенных

47. Ларгинской партией на Ларгинском месторождении магнезитов в 1964-65 гг. Чита, ЧГУ, 1967.-90 с.

48. Оверчук А.Ф. Промежуточный отчет о поисково-разведочных работах Холбонской партии, проведенных на Ларгинском месторождении магнезитов. В 1962-63 гг. Чита, ЧГУ, 1964. 55 с.

49. Пермяков Г.Н. Отчет Холбонской партии о поисково-разведочных работах, проведенных на Ханулинском месторождении кварцитов и Кактолгинском месторождении магнезитов в 1959 г. Чита, ЧГУ, 1959. 91 с.

50. Пилягин В.П. Технико-экономический доклад о целесообразности проведения детальной разведки на Ларгинском месторождении магнезитов и проект временных кондиций. Чита, ПГО Читагеология, 1990. 62 с.

51. Пузынин А.А., Федоров В.П. Геолого-экономическая оценка прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых Читинской области по состоянию на 01.01.1998 г. Магнезиты. Чита, ГГУП "Читагеолсъемка", 1998. 58 с.

52. Стецюк М.И., Бутин К.С. Окончательный отчет по теме № 52 "Стратиграфия отложений верхнего протерозоя северной части Восточного Забайкалья и перспективы его на выявление месторождений магнезита, графита. Чита, ЧГУ, 1969. 444 с.

53. Эпов В.А., Ромашкин А.А. Отчет Ларгинской партии о результатах поисковых и поисково-оценочных работ на магнезиты и тальк на участке Тимохинский за 1990-92 гг. Чита, ГГП "Читагеология", 1992. 211 с.

Информация о работе

Федоров, Валентин Петрович
кандидата геолого-минералогических наук
Чита, 2003
ВАК 25.00.11

Диссертация

Геологические условия локализации и формирования качества магнезитов Ларгинско-Кактолгинского района - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы