Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическое строение и особенности попутной сульфидной и самородной минерализации хромитовых месторождений Полярного Урала

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

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Щербакова, Анна Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Геологическая, минералогическая, петрографическая и металлогеническая характеристика ультрабазитов Полярного Урала.

Глава II. Сульфиды в ультрабазитах и хромитовых рудах Полярного Урала. —

Глава III. Самородные металлы и интерметаллические соединения в ультрабазитах Полярного Урала.

1 лава IV. Сульфиды и самородные металлы - основные концентраторы платиноидов в хромитовых рудах Полярного Урала.

Глава V. Сульфиды и самородные металлы в эволюции ультрабазитовых массивов Полярного Урала.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Геологическое строение и особенности попутной сульфидной и самородной минерализации хромитовых месторождений Полярного Урала"

Актуальность темы. В связи с распадом СССР за пределами России оказались основные месторождения хромитовых руд, обеспечивавшие этим сырьем черную металлургию и химическую промышленность. В России осталось одно, практически выработанное месторождение - Сарановское с рудами низкого качества. Существует необходимость создания новой горнорудной базы хромитовых руд. Основой для нее могут послужить хромитонос-ные ультрабазитовые массивы Полярного Урала с суммарными запасами хромитовых руд в 630 млн.т.

Все чаще хромитовые месторождения в ультрабазитовых массивах офио-литовых поясов рассматриваются как комплексные хромитово-платиноидные, в которых элементы платиновой группы (ЭПГ) образуют собственные минералы или рассеяны в акцессорных сульфидах, поэтому изучение попутной минерализации имеет важное научное и практическое значение.

Цель работы. На основании анализа и обобщения собственного фактического материала, полученного при проведении полевых работ в рассматриваемом районе, данных лабораторных исследований образцов хромитовых руд и пород, а также литературных сведений выявить особенности сопутствующей хромитовым рудам сульфидной и самородной минерализации.

Задачи работы. Всесторонняя характеристика акцессорной сульфидной и самородной минерализации хромитовых месторождений, в том числе: з

- изучение вещественного состава попутных сульфидов и самородных металлов;

- выявление особенностей химического состава сульфидов и самородных металлов в различных типах руд и пород;

- исследование закономерностей распределения ЭПГ в рудах и породах и возможности практического использования сульфидов и самородных металлов;

- определение места сульфидов и самородных металлов в эволюции минеральных парагенезисов ультраосновных массивов.

Основные защищаемые положения

1. Главными акцессорными минералами хромитовых руд и второстепенными акцессорными минералами вмещающих ультраосновных пород являются сульфиды Ре, N1, Со и Си, среди которых преобладают сульфиды Ее и №. По химическому составу и особенностям локализации в рудах и породах выделено три генетические группы сульфидов. Сульфиды I группы являются включениями в рудных хромшпинелидах, а также рассеяны в неизменных породах. Сульфиды II группы локализованы в регрессивно метаморфизованных рудах и породах. Сульфиды III группы обнаружены в прогрессивно метаморфизованных породах и контактовых сульфидных проявлениях на границах ультрабазитовых массивов с габброидами.

2. С сульфидами II генетической группы пространственно ассоциируют и находятся в срастаниях самородные металлы и интерметаллические соединения Au, Ag, Cu, Zn, Fe и Ni. Ассоциация и срастания сульфидов II группы и самородных металлов свидетельствуют об их сингенетичности.

3. Сульфиды и самородные металлы в хромитовых месторождениях Полярного Урала являются основными носителями ЭПГ. Сульфиды I генетической группы преимущественно концентрируют Os, Ir и Ru, а сульфиды II трупы - Pt и Pd, что вероятно определяет разную геохимическую специализацию ЭПГ хромитовых руд и ультрабазитов.

4. Образование сульфидной и самородной минерализации в хромитовых рудах и ультрабазитах связано с тремя этапами эволюции массивов — рудоге-пезом, регрессивным и прогрессивным метаморфизмом. На каждом из них изменение химизма среды и флюидного режима отражается в изменяющихся составах сульфидов и самородных металлов. Присутствие самородных металлов в регрессивных серпентинитах указывает на восстановительные условия серпентинизации, подтвержденные экспериментальными данными газовой хроматографии включений в первичных и вторичных минералах.

Фактический материал. В основу диссертации легли материалы полевых работ 1996-1997 годов и результаты лабораторных исследований руд и пород, в ходе которых было изучено 50 прозрачных шлифов, около 100 ан-шлифов, получено 160 химических анализов сульфидов, самородных металлов, силикатов и хромшпинелидов. Анализы выполнялись на микроанализаторе Camebax SX-50 (кафедра минералогии МГУ), электронных микроскопах JSM-6400 с энергодисперсионной приставкой Link IsIs-300 (ИГ КНЦ УрО

РАН) и CamScan - 4DV с приставкой Link AN 10000 (кафедра петрографии МГУ). Состав обнаруженных в оливинах газово-жидких и газовых включений был проанализирован с помощью газовой хроматографии в Лаборатории физико-химических исследований ВНИИЯГГ на хроматографе «Цвет-500». При написании работы были использованы сведения, любезно предоставленные сотрудниками Полярноуральского горно-геологического предприятия (ПУГГП) и специалистами ИГ КНЦ УрО РАН, а также опубликованные данные.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- охарактеризован состав акцессорный сульфидной и самородной минерализации в хромитовых рудах и ультрабазитах;

- выделено три генетические группы сульфидов имеющие разную геохимическую специализацию;

- диагностированы минералы и фазы, новые для данных месторождений;

- оценены некоторые параметры среды минерализации завершающих стадий рудогенеза и регрессивной серпентинизации ультрабазитов, в том числе получены данные о составе газовой фазы включений в околорудных сер-пентинизированных дунитах, выявлен характер изменения состава и количества газовой фазы флюида на разных температурных интервалах, подтверждены предположения о восстановительных условиях регрессивной серпентинизации ультрабазитов ниже температуры 500°С.

Практическая ценность. Установлено, что на месторождениях Полярного Урала именно акцессорные сульфиды и самородные металлы являются ос-новными носителями ЭПГ. Эти сведения будут полезны при разработке методики попутного извлечения ЭПГ при обогащении рудных концентратов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научной конференции «Золото, платина и алмазы республики Коми и сопредельных регионов» (Сыктывкар, 1998), XIII Геологическом съезде Республики Коми (Сыктывкар, 1999), IX Международной конференции по термо-барогеохимии (Александров, 1999), VI Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов» (Москва, 1999), обсуждались и докладывались на заседаниях кафедры полезных ископаемых геологического факультета МГУ.

По теме диссертации автором опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения и содержит 96 страниц текста, 38 рисунков, 20 таблиц. Список литературы включает 123 наименований.

Работа выполнена под научным руководством д.г.-м.н., профессора Ф.П. Мельникова и д.г.-м.н., ведущего научного сотрудника КНЦ УрО РАН А.Б. Макеева, которым автор выражает особую благодарность. Участие в консультациях по некоторым аспектам работы принимали Н.И. Брянчанинова, И.П. Соловова, В.Б. Наумов, Г.П. Зарайский, В.В. Дистлер. Непосредственную помощь в проведении аналитических исследований оказывали сотрудники КНЦ