Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геолого-петрографические особенности и физико-механические свойства метабазальтов месторождения Мяндуха

ВАК РФ 04.00.14, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений

Автореферат диссертации по теме "Геолого-петрографические особенности и физико-механические свойства метабазальтов месторождения Мяндуха"



•^^^щтш" наук ссср ордена трудового красного знамени институт геологии рудных мьстороадьнш, петрографии, минералогии и геохимии

ВСЕСОЮЗНЫ/! НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПР0ЕКТН0-ИЗ ЫСКАТОЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ПРОБЛЕМАМ ДОБЫЧИ,ТРАНСПОРТА И ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В ПРОМЫШЛЕННОЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ГЕОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТЛБАЗАЛЬТОВ МЕСТОРОЭДШ1ИП МПИДУХА (АРХАНГЕЛЬСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Специальность 0'|.00.14 - Геология, поиски и разведка рудных и« нерудных месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на ооиокание ученой отепени кандидата геолог -минералогических наук

МИНСТРО.ШТЕРИАЛОВ РСФСР

На правах рукописи

золотых елена борисовна

удк 553.6

Москва - 1949

Работа выполнена в ордена Трудового Красного.Знамени Институте геологии рудных месторождении, петрографии»минералогии и геохимии (ИГЕМ) АН СССР и Всесоюзном научно-иоследоватсльоком и проектно-изызкательоком институте по проблемам добычи,транспорта и переработки минерального сырья в промышленности строительных материалов (ВНИЛИИстромоырье) Минотромматериалов РС&СР

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Наседкин Василий Викторович официальные оппоненты: доктор геолого-минералогичеоких наук,

Звягинцев Леонид Иванович(ИГЕМ АН СССР) кандидат геолрго-минерологических наук, Куликов Вячеслав Степанович » <ИГ КФАН СССР)

Ведущая организация: Всесоюзный научно-исоледояательокйй

институт геологии нерудннх полезных ископаемых(ВНИЙГеолнеруд,г.Казань)

Защита оостоитоя "26" декабря 1989г. в 15 чао. на заседании специализированного оовота К 002*08.02 в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и гебхи-мии АН СССР по адресу: I090I7,Москва,Огаройонетный пер., дом J5.

С диссертацией можно ознакомиться в библуотеке КГЕМ АН СССР

Автореферат разослан " " 1989г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук¿^QhCUm^^

В. С. Знаменский

*<:, ЛгЛЧ'Чс.наи?

г■ ^ ;

>1. ■?. , с ' „ X «

_ '??„! ВВЕДЕНИЕ

Актуальндоть работы. В овязи о освоением новых территорий, увеличением хрзяйотвенной деятельности в нечерноземных областях оевера необходимо освоение новых месторождений отроительных материалов. В Архангельской и др« областях Северо-Западного региона ощущаетоя оотрый дефицит в высокопрочном щебне. Имеющиеся месторождения предотавлены изверженными породами основного соотава. Ввиду неоднородности оырья, разработка и переработка этих пород на щебень овязана о большими технологичеокими трудностями.

Работа проводилаоь в рамках комплеконой темы; "Разработка рекомендаций по ускорению оовоения мощноотей предприятия по производству щебня на месторождении Мяндуха"(}£ Гос,регистрации 01.86 01.86.0009168),

Нами йделана попытка до начала эксплуатационных работ на меотороздеиии Мяндуха, изучив физико -механические свойотва и петрографические оообеннооти пород, разделить месторождение на блоки по степени однородности оырья и выделить оорта полезного иокопаемого»

Цель и задачи иооледований.Целью работы является ооздание геолого-технологичеокой модели месторождения, на основе которой возможно прогнозирование технологических овойотв пород, т.е. оозданиз общей картины изменчивости тех овойотв полезного ископаемого, которые влияют на технологию добычи и переработки пород. Для этой цели были решены следующие задачи:

I) установлен факт приоутотвия на месторождении участков пород, различающихся по физико-механическим овойствам.

.2) определена овязь между физико-механичеокими свойствами пород и их микроотруктурными особенностями.

3) установлены закономерности распределения .»икроотруктур-« ных разновидностей в пределах отдельных потоков.

4) выявлено положение потоков в пространстве, построена геологическая карта и тектоничеокая охема отроения залежи.

Научная новизна.

X. На месторождении опиоаны, выделены и геометризовалы лото«« ки метабаоальтов о макротекстурной зональностью.

'¿ф В пределах вулканических тел выд»лоны микроотруктурьие петрографические разновидности, характерные дл>1 каждой зоны по-

токов.

3. Установлено эволюция химичеокого ооотава магмы в магматическом счагч.

Впервые выявлен характер изменения физико-механических овойств пород вниз по pa3pe3yé

5. Доказано влияние первичных отруктур породы на характер метаморфических изменений, а также на технологичеокие свойотва метаб аз альтов.

11 ракт ич е о ко е з на ч ени е»Полу ч ей ны е результаты делают возможным прогноз качества полезного иокопаемого и будут учитнватьоя при проектировании взрывных работ.

Разработана методика оценки технологических овойотв месторождения Мяндухаиможет быть применена для проектной оцёнки других месторождений строительного камня» сложенных основными вулканогенными породами и их метааналогами.

Фактический материал.Фактической основой диссертации послужил материал, собранный автором в 1983-19Эбг.г. во время полевых работ. За это время был проомоТрон материал более 25 скважин, опи-оано более 600 шлифов метабазальтов, пройдены маршруты по месторождению (расстояние .между отдельными маршрутами 50-I0QM), отобрано около 200 образцов для анализов, обработаны результаты 250 химических и 2000 физико- механических анализов, сделанных при разведке месторождения, проведены дополнительные физико-механи-чеокие исследования - около 500 анализов (упруги* характеристик, прочности, плотнооти, магнитной восприимчивости). Для петрографических исследований использованы также сканирующая микроскопия, микрозондовый, рентгеновский и термичеокий анализы. Анализы на о*т:>азцах автора выполнены в лабораториях геологического факультета МГУ, ИГИРГИ, ИГЕМ АН СССР, ВНИПДОстромоырье.

Апробация работы и„публикации.Ооновные положения и результаты работы докладьГвалиоь на Втором и Четвертом московских совещаниях по проблемам "Математические методы анализа цикличности в геологии" (М. 1934,1988); на заседании НТО "Отройинд,устрия" в 1985г* на Всесоюзном совещании "Минерально-сырьевые ресурсы и комплексное их оовоение"(Мельниковские чтения) в г.Сарапуле (19ЯЙО

По теме диссертации опубликовано 7 работ, ¿ находятся в печати.

Построение и объем работы» Диссертация оостоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом £65 отр. Содержит 9j стр. машинописного текста, 1\6 рисунков, 29 таблиц. Список литературы включает 37 наименовании.

Работа выполнена в Институте Геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР и институте "ВНИПИИ-отромсырье" Минотройматериалов РСФСР под руководством доктора геолого-минералогических наук В. В. Наоедкина., которому автор выражает глубокую благодарность. Автор иокренне признателен за помощь в проведении исследований Р.А.Конышевой (ИГИРГИ), В.М.Ладыгину(МГУ), С.Е. Борисовокому(ИГЕМ АН СССР).

Автор благодарен коллективу лаборатории неметаллических полезных ископаемых ИГЕМ АН СССР, ее руководителю, доктору геолого-минералогических наук В.П.Петрову за советы и критические замечания, высказанные при обсувдении работы. Автор благодарит зав.лабораторией Ю. А.Мыздршсова и доктора технических наук И. Б. Шлаина, а также всех сотрудников сектора геологии инотитута "ВШПИИзтром-оырье" за помощь и дружеокую поддержку, без чего эт& работа не могла бы оыть ооущеотвлена.

Основные защищаемые положения

¡..Установлено, что полезная толща месторождения сложена согласными потоками базальтов с ыакротекотурной зональностью.

¿.Метаморфизм базальтов имеет пятнистое распространение и определяется как блоковой тектоникой, так и зональноотью потоков,

J. Химический ооотав метабазальтов однороден и свидетельствует об излиянии из одного магматического очага.

Технологические опоцства метаба.чальтоо зависят от типа микроструктуры, отепенн метаморфизма пород и вариаций химического состаиа.

Предложена технологическая классификация метабазальтов, На основе ее возможно построение математической модели залежи.

ГЛАВА и гшклтскоЕ СТРОЕНИЕ СИНКЛИНШЯ

вьтнил ионе

Представления о геологическом отроении линслинория ootmr. пш на рийочак Ь. Д.Слыоареиа, U.C. Куликова, А. А.Гиляроьой , U. 1>. Налив-кинои, И. П. поьицнуго и др.

|>.нклиюр1Ы Ifijeiiij.i понч предитпил>к'т ooôort уимследиионнуи

протерозойскую структуру шириной '50 ук и длиной ?50 кь и располо жен но гаго -гог■ Балтийского и и та. Б основании г -¿зр.;з*< протерозойской толщи > перV бело>;о_)сгсерии- '¡ьзы чк:- -поотеоизоя сложены м<-▼ачорфизованннми вулкзнэгенны»->т и г>носе! но -ос ал очными породами парандовской и тунг уд о к. ой тгжг. Зышр -залегает -.омплекс сепиолииской и онежской серил, затем серия Ветреного пояса, сложенная в нижних частях метамоошизованными осадочными псиолам!-, а г верхних - вулканогенными.

Месторождение Мяндуха расположено пределах верхней толщ к серии Ветреный пояс.-. Полный разрез толщи наблюдать не удается. Обнаженна? часть паппеза состоит из многочисленна, покропоь оль-винпвых оамальтов ооычно с. шаоовой отдельностью, Покровы оыва^ как ппостого так и сложного строения мощностью от 30 - 40м до 70*

'¿ермииование толщи Ветреного пояоа происходило в стадии а: тивизаиии платформы р структуре типа "палеоавлакогенап(Б.Е.Яаин Тектонические разломы северо-западного простирания каиболе. древние и соответствуют стадии формирования Во с точно -Кар ел ьс к-. геосинклинальной зоны, секущие субмеридиональные разломы заложены на границе архея и протерозоя и определяют внутреннее отроен и-протерозойских толщ

ГЛАВА П. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОТРОЕНИЕ МЕСТО РОЖДЕН/..'

!1ороды, слагающие месторождение относятся к эфФузивам осигф-ного состава. Учитывая довольно высокую степень метаморфизма у относим их к метабазальтаы. В результате пол^вн;'

работ на месторождении автором среди эффузивов верч^й "-олш'-: серии Ветреный пояс выявлено 7 лавовых потоков мотюстып .-)()—'1«"' имеющих зональное строени-

Нижняя часть каждого потока - зона шаровых,перлу,чно стркл на.-ых лав, ^ары или подушки до С,5 - 1,5м в поперечника ^мег: корку закалки и разбиты радиальными и концентрическими тррщинач|>. Верхняя часть каждого потока сложена массивными лазам «.Для чи?.ке<-чаоти массивных лав - т.е. центральной чаоти потока обычн-, раскгисталлизованные долериточые базальту . в верхней части отой зоны залегают стекловатые порфировые разность

На основании сопоставления разрезов и по геоморфологически данным были отдешифрированн разрывные нарушения. Автором 6ылр. оостаялена геолого-гектоничеокал карта месторол;дения(пм.рис, I

Залегание пород в общем моноклинальное. Угол падения потоков вулканитов около 5-10° в направлении СЗ ^0^50?йотоки разбиты разломами оеверо-тзападиого и северо-восточного простирания. Разломы протягиваютоя на расстояние от 400-500м до 1 км и имеют крутое падение оо смешениями 10-40, изредка 50~70м. Кроме этого развита трещиноватоеть оубмеридиаЛыюго направления.

Центральный разлом северо-западного простирания прослеживается через вое месторождении, разделяя его на сэсток-северо-вооточную и запад-юго-западную части. Причем, вторая часть поднята относительно первой в среднем на 20-.Юм. Выделено три разлома северо-восточного направления: оеверныи, центральный и южный, которые делят месторождение о СЗ на ЮВ на четыре части. По этим разломам южные блоки опущены относительно оевериых на ХСМОм. Общее суммарное по трем разломам опускание о оевера на юг составляет 50~80м.. Наиболее поднятым является блок 1а, расположенный на крайнем северо-западе м-ния, а наиболее опущенным являетоя блок 1У6, расположенный на крайнем юго-востоке м~ния(ом.риоЛ).

Тектоническая структура месторождения создаетсг сочетанием двух противоречивых тенденций - общим моноклинальным опусканием толщ вулканитов в северо-оеверо^западном направлении и ступенчатой обрйсовой тектоникой о Наиболее поднятыми северо-западными и западными блоками и наиболее опущенными юго-воеючными и восточными блоками..

Метаморфизм пород проявлен неравноме1 ло и характеризуется пятнио то -блоковым распространением. Г1о интенсивности проявления метаморфизма можно' выделить блоки двух типов: а) более трещиноватые, метиморфизоицннио ( 70^ - шюбиэальтоних пород, -пород кайнотипного облика), б) менее трещиноватые, слабометамор-физованные (50% - анобазальтовых пород, 50$ - пород кайнотипного облика - блоки Па, Пб, ХУб). Метаморфизованные блоки - 16,1113,1116, ХУа. • , •'

В целом метаморфизм в толщах вулканитов.Ветреного пояса по общепринятой классификации можно отнести к фации зеленых с.чан-цеи,он имеет изохимический характер.

ГЛАВА Л. ПКПЧЯ'РАМи И ПКГРОШИЛ III АД МКСТОРОЛ;-ДЫ1ИЛ М.1ИЛУХА'

Ни степени м«* и\чорри-лнл среди пород месторождении молено цц-

« 1—1 2 J О о ' в -о о е» в '1 -, -с 5 ч ! * \

Рио. X

РйО.I Геолого-тектоничеокан схема месторождения метабазальтов Мяндуха оо снятыми рыхлыми отложениями (составлена Е. Б.Золотых)

X - 5 потоки метабазальтов(нумерация онизу вверх от более древних г более молодым); б разломы; 7 - границы блоков; цифры на карте - номера блоков.

делить относительно олабо измененные вулканиты - метабазальты каинотипного облька и интенсивно метаморфизованные разности, отнесенные к апобазальтовым породам.

Метабазтальты кайнотипного облика

-й®.Риоталлизованные разности толеито-аои структуры, дни оОстбят из моноклинного и ромбического пироксена (авгита,Иижонита,энотатитй), плагиоклаза (ль. родора), рудного ммерала и небольшого количества (иногда до площади шлифа) отекла.

" порфировые базальты каинотипного облика о гиалиноной основной маооой. Гиалобазальты состоят из вкраплен~ пиков оливина (А0£) и пироксена (10 - 2С$) и бурого отекла, изредка раскриоталлизованного в асерно-погашающий агрегат, но чао-то № реагирующего на поляризованный оват. По характеру вкрапленников гиалобазальты можно разделить на две группы:

Г) Гиалобазальты о футляровидними криоталламн пироксена, распространенные а стекловатой части-зоны массивных лав.

¿) Гиалобазальты о игольчатыми кристаллами гшрокоена, рас-проочч аненные в золе шаровых лап.

В гиалобозальтах о Футлиропидпымн пирокоенами раокрисгалли-зооамиаи часть составляет до ЛО-*»!^ площади шлира. Вкрапленники предотиил» гломеропорфировнми сростками олииииа шестоватг.ми путл/1ронидиымл крлаллами пирокоенаОт-иоиита). Петрами для обрилоищи л крмтиимл» т^окоена служили ссипленил зерен олипи-на. образует »нимстричные идиоморч иш кристаллы, - "¿о"-'

С,С'1У(крио'1аллохимичсокил формула {/ао,</з О* )• ч^сто

замещиитои чеигмчмч м агрегатом ощ пенгина. П^рокоон |ц ид^таи-лен л «от евшими кI I,стал;»I.-|г о отюжчжем ширины к длине I : [С,

погаоание косое«. 2 V- 5-7? положительный, Ci Mg 35-№°в 0,018. Вероятно это пижонит - авгит,, криоталлохимичсокаи формула

Caü,79 мРо,79 ^е0,27 ^27 ¿¿¿¿г а Отекло состав-

ляет 70-80$ площади шлифа, бурого цвета, иногда бесструктурное* иногда превращено в метельчатый агрегат» олабо действующий на поляризованный свет.

Гиалобазальты о игольчатыми кристаллами пироксена так же характеризуются порфировой структурой. Содержание вкрапленников 2С-30;2. Вкрапленники представлены оливином и пироксеном. Оливия образует идиоморфные криоталлы сконцентрированные в гломёропор» фировие оростки, tlg - Пр» 0,024 (криоталлохимич-лкая формула

J5 65 0 Пироксен образует пучки игольча-

тых кристаллов, растущих перпендикулярно граням оливина» Размеры игольчатых кристаллов 0,01 х 1мм. Воя ткань породы пронизана этими иголочками. 2 V - большой» Пд - Ир» 0,028 - 0,03. Пирокоей-диопоид - геденбергитового ряда, кртюталлохимичеокая формула

са0,81 mi0,75 ?е0,24 а^0,35 #1,80. °6 •

Различный размер и габитуо кристаллов н двух разновидностях гиалобазальтов объясняеТоягпо~виДимЬму, условиями оотнвания, характерными для зоны массивных лав й зоны шаровых лав. ß последней переохлаждение расплава было более интенсивным'.Структуры,сформированные при переохлаждений,напоминаютнсйинифехо*в коматиитая.

При исследованиях на микрозонде выявилась разная концентрация отделоных элементов в различных фазах гиалобааальтов, двух вышеописанных типов. Так оливины в гиалобазальтах о иголь~ чагыми кристаллами обнаруживают большую железиотость, Чем аналогичные кристалл из гиалобаэальтов о ф^тляровидными кристаллами. Г клинопироксенах игольчатого габитуса кальции превалирует над магнием, « 1,12, а в фугляровцдных кристаллах количество атомов этих элементов равны между собой.

Гиалобазальты отличаются не только по составу вкрапленников, по и по ооотаву стекла. Стекло гиалобаэальтов о футляронид-ними кристаллами достаточно однородно (Са/М| » 2,07, с

0,72-0,80). Стекло гиалобазальтов с игольчатыми кристаллами рао-подается на две фазы - обогащении N а и АС. , И о*) сд псину» этими элементами. Для первой соотношения Ga/fty « 2,27 к

- 0,79, а для второй - Са/М$ «• к ffa -- fJa

Отсюда, по-видимому, и различны* споооб изменения стекла при последующем метаморфизме.

Вышеописанные разновидности базальтов при метаморфизме были преобразованы о апобазальтовые породы с различными структура ми« Автору впервые для ©тих толщ удалось проследить унаследо-ааннооть структур метаморфиэованных разноотей. ¿то дало возможность проследить потоки по проотиранию в пределах всего место-розаденияв

Апобазальтовие породы

Автором установлено, что гиалобазальты отекловатой части зоны массивных лап изменяются в апобазальтовые оерпентин-хлорит -амфиболовые породы о мозаичной структурой, а гиалобазальты зоны шаровых лав изменяются и апобазальтовые оерпентин-хлорит-амуиболовые породы со спутанно-волокнистой структурой. Выделено две разновидности опутанно-волокниотых пород - с крупными волокнами и о тонкими волокнами, первые встречаются в основном в нишей части аоны шаровых лав, вторые концентрируются только в верхней"', -Ум) чаоти доны шаровых лав.

Апооаэальтоыая оерпентин-хлорит-амфиболовая порода о мо-зшг.чной структурой ооотоиу Из тонкозернистого агрегата серпентина,хлорита и амфибола. •Вкрапленники оливина и пироксена замещаются серпентином, а по периферии зерна хлоритом. Стекло,в основном, заметено тонким веернопогасающиг агрегатом амрибола. Трещинки образованные при изменении стекла заполняются хлоритом, Цод микроскопом видно, что порода разбита на Фрагменты трещинками, залеченными хлоритом, а сами фрагменты ооздают мозаичный облик. Рапмери Фрагментов 0,£-С,5мм. Рентгенометрическим и микрозондовнм.анализом в породах выявлены хлориты,амфиболы, иногда кварц.

Анобизальтолан хлориа'-сернентин-ам^иболоиая порода оо снутаинонюлокпиотой структурой состоит из тонкозернистого агрегата. Изменении икрипленпиков аналогичны изменению их л вышеописан нон разновидности. Изменение отекла ре;зко отлично от таком-го дня нишионксанних пород, При девитпи! икации стекла гпи.юбти.чыои, 0оде.] л'ииц:х Игольчатые кристаллы, по-видимому, т щ уп^лодило раогреокнианке породы, т.к. она пронн:тпа \>.\ оль челами 1'г1-о галлами и >й<л>шгоя арыипи'чЛипо прочной и боле»; тп

КО'.' , НО ¡ч 1!' таллы ':члМр,/ о ак.'-ИО^.'

ино». дп ''-.-ниток р;. аоиэиюм.

При пкрозондогюм анализе выявлено,что и девитпи1шцмровак-ном стекле также как и для овежих пород обнаруживаете« приор?-угвие разных раз. Участки,обогащениеМа. и Ж ,слоксны на ¿/'А. молекулами альбита Мй. на ¿/5 молекулами ам^бода

акт ¡-ноли то в ого ряде - &3я,зб Tto.iv

Участки,обедненные Л/а и 9сложены на I/17 молекулами альбита /\/а 0% и на 16/17 молекулами амфибола актмно-лито,ого ряда - ^ ^ Щ^е^а,, (М)*

Таким образом, в этой разновидности отекло при метаморфизм,, превращено в тонкий спутанно-волокнистый агрегат альбита и амфибола. Причем концентрация последнего различна в различных участках породы, вплоть до образования опутанно-волокнистш; нефрито-поцобных агрегатов, что и приводиг к исключительно йолькой прочности породы.

Авторомтакже был проведен детальный нейрохимический анализ вулканитов. Как отмечали предыдущие последователи химизм базальтов месторождения чрезвычайно однороден, что говорив об излияние потоков из одного магматического очага. ¿21 химических анализа'-были пересчитаны на атомные проценты. Затем били построены графики зависимостей содержания основных петрохкмических компонентов от содержания %Юг и лЩ.0 (рис.2),

Оказалось» что для той чаоти вулканитов» которая слагает полезную толщу месторождения, эволюция химизма лав шла от более основных разностей к более кислым. С увеличением кремнезема возрастет количество щелочей и Са и уменьшается количество магния. Это, вероятно, связано о кристаллизационной дифференциацией в магматическом очаге.

ГЛАВА .СУ. Ф'лЗИКО-МШНКЧЕСКИЕ СОО.ЮГВА МБТАБЛЗАЛЬГОй

МЕСТОРОЖДЕНИИ манд УХ А Так как месторождение Мянйуха предназначено зля проипподотгп строительного щебня, то наиболее важными тг-хнологичеочими характеристиками полезного ископаемого явлчятся ¿.изико-мгхр.ничеокге сполот на пород, а из них прочность но тап.е.

г > ..

"7 V

' Vi

v/00'rM0l|fe4HC HfíT О rt:H HU* Окем?!; tob в метпбаэйльтн* меоторс^пе-\i0 ния Мяндуха \со \so

\чо Ï и 2 потоки

х; 3 -7 потокг

^bá^^^TFlc? lo ¿o h éa со

re *£ M\.Cj Д <S¿y¿

/Г. ?

■47 *Г л #

► я/ми

~ 5 с «

Породи, слагающие месторождение .Мяидухачьаляютоя одними из самых прочных в Союзе.

Наибольшая прочность при сжатии на меся орождении достигает 59и-е:>СС МПа при размахе этого показатели 55и Ш1аг что почти вдвое превосходит показатели для других месторождений с высокой ореднел прочностью и в ¿-Ъ раза показатели месторождений о более низкой оредней прочностью.

Именно из-за таких аномально высоких значений прочности пород месторождения Мяндуха и была поставлена задача - выявить геологические процеооы, ответственные за эти особеннооти П0родс •

но данным Б.М.Ладыгина, изучавшего базальты Армении, Камчатки и Сибири прочность базальтов зависит как от мщероотруктуры породи, так и от характера ее пористости.

При разведке месторождении очиталооь, что пород« однородны по физико-механическим свойствам, поэтому пробы были взяты без учета разброса свойств по отдельным петрографическим разновидностям. Опробованы были почти все добычные уступы (от первого до двенадцагого) и потоки метабазальтов от 7-го до Л-гов

Автором были сопоставлены данные опробования (свыше 2000 образцов) с выделенными потоками. Выяснилось9 что прочность пород на сжатие закономерно уменьшается вниз по разрезу, составляя в среднем ¿д! ¿.Ша для для верхнего 7-го потока и ¿03. МПа для нижнего - ;»-го потока. Плотность» пористость, нодопоглощение, упругие характеристики мало изменяются г глубиной. Их изменения'чаще связаны с метаморфизмом пород и с положением опробованного образца в теле потока.

Прочность пород ни растяжении дает' несколько неопределенную картину. 13 некоторых разрезах прочность на растяжение увеличивается книзу, в некоторых уменьшается, но, в основном, ее Тенденция обрат на тенденции прочности на сжатие» Поэтому соотношение этих показателен (Уу меняется по разрезу и мы будем иметь породы разные по вязкости.

Наиболее 1-ариати1М0й характеристикой является'прочность па окьи.е, для верхних нити потоков в зависимости от зон она имеет и обедней оюдумке ЗШИЬНИН:

Зона масаивных лав Средняя прочнооть,МПа

афанитовые породы - ¿06,8

раокристоллизованные породы . - 220,6

Зона шаровых лав ,афанитовые породы

верхняя часть - 7

нижняя часть ~ 279,0

Прочность в пределах потока увеличивается сверху ьниз достигая максимума несколько ниже середины потока и незначительно уменьшается книзу потока. На большом статистическом материале ( воего свыше 500 образцов) показано, что в каждом из пяти верхних Потоков ота тенденция сохраняется.

1'агсим образом, прочнооть породы на сжатие отражает присутствие разный структурных разновидностей и может быть предсказана по Петрографическому типу породы, по положению данного учаотка в той или иной зоне потока, в том или ином потоке в толще месторождения. На основе воеоТороннёй характеристики (петрографической и фйзийо^мехаийчеокой) около 280 образцов метабазальтов, удалось составить оледующую таблицу (табл.1)в

Плотнооть пород кайнбтипного облика довольно отабильна и имев* несколько повышенные значения в верхних частях потока.Прочность же эДОкоит от о*р)ш?;рр1!ых особенностей породы:г.е.е кайно-тигшмк раэреэак-шшболее прочные долёритовые базальты , наименее прочные гиалобазальты с футляровидныни кристаллами пироксена, а средней прочностью обладают гиалобазальты о игольчатыми кристаллами пироксена«

Как и следовало ожидать, пстроьрафичеокие особенности оказали свое влияние на прочнооть пород, В соответствии о данными 13.М*Ладвгина стеклонатне породы имеют меньшую прочность, чем рас-криоталлиэох»Внные. Причем, из стекловатых разностей большей прочность» обладает, та,в которой вкрапленники, имеют меньшие размеры, т.е. разновидность'о игольчатыми кристаллами пироксена. То же можно сказать о прочности на растяжение.-

В измененных апобазальтових породах плотность увеличивается сверху вниз по потоку,а прочнооть завноот от отруктурных особенностей пород* При изменении раскристаллизованной породы раэр)-шан тоя огнэМ между зернами и сами криочал.пи - поутому такая переда теряет прочность'.

Таблица I

Характеристика физико-механичеоких свойств пород разновидностей метабазальтов верхних трех потоков

Тип ""Зона " Средняя "СреднГпро^нГ Средняя .Отно- ~

по- по- Разновидность плотна, при бжатии в прочн. шение род то- г/см в/н сост», приоаот. прочн.

ка МПа в в/н ооот. 4на сжатие

МПо к прочи.

___._________________________jm £вот&

Кай гиалобазальты

но- мао~ 0 Футляровид- з rw. от 7 30 7 6 5

¡J?: сив- ными криотал- J>Vi ¿WJ'' JU»Í

¿q""*hux лами пирокоена

го лав долеритовые ба- n? ?fii Q V7 т 7 т об-___зальти1ов_ежие _ ____° 1___Ii.____L _ _

JU" Зона гиалобазальти

ка шаро- о игольчатыми 3,02 227,0 30,7 7,4

вых кристаллами лав пирокоена

Зона дпобазальто-

Апо-ма°- *ые породы о 3.02 230,3 ¿9,3 7,9

¿ сив- мозаичной

ЛяъШ структурой

ТО-. JlQB

долеритовые ба-

вие зальты метаиор- 3,04 172,0 .39,0 4,4

физованные

■з0аа— — — — - — — — — — — — — — — —

апобазальто-вие породы

со опутан. 3,04 267,6 34,0 7,9

„г: волокн>ст рук— лай турой F

а^анитовые f "

iö-иао- 110Р°ди 29,5 7,3

об- ^Г>окристал-

5ика лиаоианные 3,02 • 252,9 , 37,6 6,7

породы

ano -Зона - -- - - - - -

ба- шаро- а^анитовые

аалььих породы J.04 ¿62,8 35,0 /,5

го- дцв ьие и целом

■^теклиььтие породы при метаморфизме увеличивают свою прочность. ¡.сроды верхних маслен потока, т.е. апобазальтов^е породи О MC.Sttl! ti.0.1 C'lj jVA ypOii l'.neuT меньшую Прочность, чем псроды ИИЖ-

них частей потока, т.е. апобазальтовые породы оо спутанно-волокни.; той структурой«,

При кристаллизации отекла образуется тоикозерниотый агрегат вторичных минералов, что педет к упрочнению породы. Структурные особенности двух разновидностей гиалобазальтов являются причиной различий прочности на ожатие апобазальтовнх пород разной структуры. Так апобазальтовые породы о мозаичной структурой угг-личивают овою прочность только на 1% по сравнению о гиало-базальтами о футляровидными кристаллами пироксена. А прочность апобаз&льтовых пород опутанно-волокниотой структуры увеличигтет-сп в ореднем на 18$ относительно пород кайнотипного облика с игольчатыми кристаллами. Прочнооть на раотяжение стекловатых пород зоны массивных лав при метаморфизме несколько уменьшается. У метаморфизованних ше пород шаровых лав прочнооть на растяжение выше» чем у пород кайнотипного облика. В то время как отношение прочности на растяжение к прочнооти на сжатие довольно отабильно и для пород кайнотипного облика, и для апобазальтовых породо

В зоне шаровых лав выделено неоколько разновидностей апо-баэальтовух пород. 5то тонкозернистые брекчированние породы корок шаров, апобаз альтовая порода со спутанно-волокнизтой структурой 0 крупными волокнами, и апобазйльтовая порода со спутанно-волокнистоП структурой о тонкими волокнами (ом.табл.2).

Первая из отик разновидностей имеет локальное распространение. Размеры участков, сложенных этими породами сопоставимы о размером штуфа (очень редко имеют мощность 0,5м), или о размером образца для физике-Механических испытании, а в конечном счете о размером зерен щебня. Хотя эти разнооти не образуют протяженных тел, но, несомненно,их присутствие будет сказываться на свойствах горнол массы* Поэтому целесообразно было выделить их из массива опробования» тем более, что в отличие от других разновидностей пород от0?, зоны они имеют пониженную прочность. Апобазальтовая порода со спутанно-аолокнистоя структурой и крупными Еслокнами имеет прочность не намного выше предыдущей разновидности (¿47МПа - на сжатие и МПа - на растяжение). И только одна разновидность пород это,* зоны, а именно апоба-зельтовая порода со спутанио*-?олокнкстои структурой о тонкими волокнами ».мест резке ио^у^кную прочность О«'»«? МПа - на ела-

Таблица 2

Физико-механичеокие овоиотва апобазальтовых пород зоны шаровых лав

Разновидности апобазальтовых хлорит-оерпен-тин-амфиболо-вых пород зоны шаровых лав

Плотность» Прочность Прочность Отношение

г/см на слатис на раотя- прочности

------- в в/н оост, жение в на сжатие

средн.кол-во Миа в/н сост., к прочноо-

обР' средн. ~кол-во- № _ _ ïï^f0'

обр» ере- кол. ТЯМ0Ние днее обр.

Тонкозернистые брекчи-рованные породы корок 4 аров

Алобаэальтовая порода со спутанно-волокнистой структурой о крупными волокнами

Апобазальто-ван порода со спутанно-волокнистой структурой о тонкими волокнами

Ь целом по апобазальто-ыш породам зоны шаровых лаь

3,03 34 '¿'¿6,0 16 ЯЛ 5 7,3

3,0 4 85 '¿47,5 26 32,0 4 7,7

3,04 53 341,в 16 45,г г 7,7

3, {A L7¿ '¿67,6 5Ü 34,0 II 7

П'е и 45 М11а - на растяление)«

Таким образом мы можем пространственно отделить блоки пород наибольшей прочности - в верхних частях зоны шаровцх лав и определив эти породи как породы со спутанно-волокництоа структурой с тонкими шлокними.

РиоГф' отраиение прочноатных характеристик в зоне шаровых л и ь хорошо молет быть обточена а никросгрукгурних позиций.Тон-ко-лриютие породи корок шаров имеют одинаковую прочность с апо» й^альты.-ими породами мозаично.) структуры. Определяющими тут яв-лтл'с.» 1 оик-ос 1 ь эц.на порода и брекчирс.-анпан, ррагМеитарная чек-

отура. Спутанчи~ве .'скаистая структура создает более прочный каркас и особенно влк^т на прочность породы при одновременном уменье г- т крупно- т! п^-ка* Можно с уверенностью утверждать, -41 о выделенные и." м^отсчиждении разновидности имеют розную прочность» что хорошо видно в табл.3»

Таблица 3

Технологическая классификация метабазольтов месторождение по главному технологическому п о из н ак V - иг сч н о ст и ; I ог од

Разновидное vv.

Средняя" "^¡¡Ттёолал преиму- ТехнОлб-

г? о очное ть , i;tecî вечных зил'- гичг-скап

^енин прочного, гanuo-

МП" риднооть

M lió

из.'

Лпобазальтовые породы спу-таннс-волокнистой структуры, тонковолокнисты

К • !'»(' МПп 120 - ?20 МПа

191,8 i^o » гад МПа

.'.олерптсизые базальт*-vi втамо G-J ■ изова н н и i ^алоом^альть ,>утлярови/, чым>: гцгио-галлами пяроксенп 166, i свежие f .затронутые мет« МОри-ИЗМ' '«

Апооазальтовые породы óрекчированной структурой {""пород ч закалочных кого-иаио'-

Гиалооазольты о игольчатым-.

кристаллами пироксена 195,6 160 ~ МП?

аде и затронутые метамоп'пи"

МО"-

Апобозальтовые породы л ¿J?,0 180 - 260 МПа

мозаичной oTpyiCT.vDO *

Долеритовые эазаль»..,

свеете '¿55,5 '¿00 300 МПа лпобазальтовые породы сп-

"шшо-волокниогой струсту- -'б^, r ЗДО - 340 МПа пы с кпупнымм волокнам--

393.,q 300 ~ 480 МПа

слабые породы

породы орел мри

Т1 РОЧ^

породы повышенной прочности

ПОРОД' ВЫСОКОЙ

прочк»

породы очен

ОЫСОКГ)'

прочное*

породы иекпг -

ЧИГеЛЬМГ BHCOKOií

прочн.

Следовательно, мы мок.еи выделить три основных технологических сорта пород, которые будут влиять на буровзрывные работы, производительность предприятия и но качество шебнл.

j> сорт - прочность 14л. - НСС МЛа - относительно слпбые

породы., >до-лерито1аде базальту , метаморгизочанчие

и гиалобазальты о футляровидными нриоталлами пирокоона. ¿сорт- прочность 200 - Ж)0 МПа - прочные породы, гиалобазальты о игольчатыми кристаллами пирокоена, апобазальтовая порода о мозаичной структурой, тонкозернистые брекчи-рованные разности закалочных корок шаров,долеритовые базальты свежие и апобазальтовые породы со спутанно-волокниотой структурой о крупными волокнами. 1.оорт~ прочность 300 - 500 МПа - исключительно прочные породы, апобазальтовые породы со опутанно-волокниотой структурой о тонкими волокнами.

Таким образом, стабильное хорошее качеотво щебня и оптимальные режимы работы предприятия будут гарантированы при поступлении горной маооы 2-го сорта. При поступлении горной массы З-го сорта за счет увеличения отходов ухудшитоя производительность предприятия и,возможно, понизится марка щебня, а при поступлении горной массы 1-го сорта возможны поломки оборудования и ухудшение производительности за счет увеличения времени дробления п^род. Поэтому на месторождении необходима служба оперативного управления качеотвом полезного ископаемого о целью его усреднения.

гш ;<!а; ь;шичюш модель месторождения

На основе анализа петрографии, петрохимии и физико-механических характеристик пород построена математическая модель месторождения, рсализованная в виде пакета программ составленных автором для ЭВМ "Искра ¿¿561' Модель позволяет прогнозировать технологически свойства пород в любой точке карьерного поля при введении /оловних координат этой точки и ее абсолют-пол отметки. Модель разработана для отроящегооя предприятия.

И модели использованы статиотичеокий, корреляционный он»лизы, аыоматический поиск информации. Каждая единица информации кроме трехмерного табличного адреса имеет трехмерный гшюомеч рический адрес. Каждое Данное может бить представлено единицей мнсюмерного геолсгогического пространства месторождении.

Способ представления данных табличный. Таблицы предусмат-I и^ь^' к-лл количественные так и качественные данные, заносимые ь лПом иорядкI'. ь данный момент модель реализуется на базе

данных из 7 таблиц: I) опробование; 2) выработки и обнажения; 3) трещинопатость; *») строение полезной толщи; 5) химический состав пород; б) эталонные технологические разновидности мета-базальтов? 7) донные,относимые к месторождению в целом.

Пакет программ для реализации математической модели предусматривает программы - формирования и хранения массивов данных овязанных в таблицы, поиокаданных и формирования новых массивов, отатиотичеокоб обработки, корреляционного анализа о построением вариационных кривых, точечных диаграмм, распечаткой данных и т.п., прогнозирования технологических овойотв пород любой точки карьерного поля«

ВЫВОДЫ

. X. Физико-механичеоки» овойотва пород месторождения определяются, в основном, их структурными особенностями.

2« Породы месторождения соответствуют по физико-механичео-ким овоиотвам обще<теоретичеокому положению, что прочность понижается в завиоимооти от крупности зерна и фазового ооотава: тон-козерниотые--«4елкозернистые-—»орвднвзернистые—♦крупнозернистые —«отеклоцатыво

% Плотность пород месторождения очень выоокая 3,0 г/ом9. Это объяоняетоя увеличеонием оодержания магния и железа и уменьшением содержания А£,ХиА/Ь. относительно оредних базальтов по Дели. А увеличение плотности ведет к увеличению прочности(т.е. увеличивается опоообнооть Неоти нагрузку). Это объясняет общий высокий уровень прочности пород месторождения.

Цф Микроотруктурная неоднородность пород кайнотипного облика на месторождении обусловлена неоднородностью условий оотыввння лавы внутри отдельного потока.

5. Петрохимичеокая направленность развития магматического очага обусловлена кристаллизационной дифференциацией и проявляется в обогащении нижних потоков оливином*

6.Метаморфизм пород подчеркивает петрографические неоднородности, возникшие при излиянии и кристаллизации лав. На физико-механичеокие свойства пород метаморфизм имеет двоякое влияние.

Во-первых, при Превращении оливина в серпентин увеличилоет-ся объем, что приводит к увеличению микротрещиноватооти и ослабляет породу. Во-вторых, при метаморфических изменениях по разному изменя»тоя гиалобазальты различной структуры и,вгэ никакие при

атом метаморфические отруктуры,придают породе разную прочность«.

7»Важнейшей технологической характеристикой строительного камня является прочнооть пород на сжатие. Поэтому именно ата характеристика положена в основу выделения сортов полезного ископаемого. Она приведена в соответствие о определенными структурно-текстурными разновидностями метабазальтов. В результате проделанной работы с большой точноотью можно предсказать Физические свойства пород, определенных петрографических разновидностей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Обработка геологических данных о целы) прогнозирования качества отроительного камня для проектирования предприятий безотходной технологии добыч», (на примере Ташлыкольокого месторождения андезитовых порфиритов. В об. Малоотходная технология производства нерудных строительных и облицовочных материалов.M.I983).

2. Структура поля физико-механических свойств андезитовых порфиритов Ташлыкольокого месторождения отроительного камня.В об, Математичеокие методы анализа цикличности. М.Наука.1985г«а. 51-5?.

J. Неоднородность изверженных и метаморфических месторождений строительногоь камня по прочности пород.(соавт.М.И.Лоп^тников) В сб. Совершенствование технологии добычи и переработки минерального сырья. М.1984г. с. 4

Связь физико-механических овойств пород о их петрографии ческии составом на примере месторождения Мяндуха. В об.Повышение з^ективнооти технологии нерудных строительных и облицовочных материалов. М.1986г.о. 19-26.

5. Чехнологические клаооирикаторы меотороздений скальных пород (соаат.И.М.Полтинина) В об.Технология производства нерудных строи'! ельных и облицовочных материалов. М. 1906г.о.

6.Характеристика неоднородности прочностных свойств мета-бн:1альтон месторождения Мяндуха в связи о неоднородностью геологического строения. В сб. Научно-технический п огресо в облаоти технологии нерудных строительных и облицовочных материалов.

M. ISH/r. о. I J-26.

1. авлеиие и обработка матричных массивов информации но Mt:!f о|Д1*дегниям nej удных строич елышх материалов. ПсбЛехно-лач-.н nui изиидо 1 im нерудных строительных i. облицовочных мате| и-ал о и. hi с. 11$3~1<"».

I 'i .17 » 1. I • • •u Т.л t*

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Золотых, Елена Борисовна

Введение.

Глава I

Геологическое строение синклинория Ветреный пояс. д

1. Стратиграфия.

2. Тектоническое строение синклинория Ветреный пояс.г

3. Особенности метаморфизма пород Ветреного пояса.

Глава П

Характеристика месторождения строительного камня Мяндуха.

1. Геологическое строение.¿

2. Тектоника.

3. Метаморфизм пород.

Глава Ш.

Петрография и петрохимия пород месторождения.

1. Петрография.

2. Петрохимия метабазальтов месторождения Мяндуха.

Глава 1У

Физико-механические свойства метабазальтов месторождения

Мяндуха.

Глава У

Математическая модель месторождения.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Геолого-петрографические особенности и физико-механические свойства метабазальтов месторождения Мяндуха"

В связи с тем, что высокопрочный строительный щебень в нечерноземных областях является дефицитным материалом, приходится осваивать нетрадиционные для этой цели виды пород. Изверженные породы основного состава редко используются для получения строительного щебня, поскольку разработка и переработка этих пород сопряжена со значительными трудностями. Обычно они неоднородны, при дроблении трудно получить нужную форму зерен щебня, кроме того они обладают повышенной вязкостью, т.е. повышенной сопротивляемостью при раскалывании на куски, что приводит к снижению производительности предприятия. А это в свою очередь резко увеличивает сроки его окупаемости. Таким образом, изучение геолого-технологической неоднородности эффузивных пород основного состава месторождения Мяндуха весьма актуально.

Разрешение этой задачи позволит правильно ориентировать добычные работы на сырье с определенным качеством полезного ископаемого, производить прогнозное планирование, и устанавливать реальные планы предприятию, работающему на месторождении. Начальным этапом геолого-технологического изучения месторождения Мяндуха является установление характера неоднородности физико-механических свойств пород и их зависимости от петрографических "разновидностей.

Целью работы является выявление закономерностей изменения качества полезного ископаемого и создание геологической модели месторождения, на основе которой возможно прогнозирование технологических свойств пород, т.е. создание общей картины изменчивости тех свойств полезного ископаемого, которые влияют на технологию добычи и переработки пород.

Месторождение скальных пород?как любое геологическое тело, можно себе представить как совокупность материальных точев,в каждой из которых возможно определение большого числа свойств вещества. С геологической точки зрения наиболее важными являются свойства, которые позволяют выделить отдельные геологические тела, т.е. свойства, определяющие петрографическое наименование породы. Но имеется значительное количество свойств, которые характеризуют индивидуальность каждой точки, выделенного по геологическим признакам тела. К этим свойствам относятся физико-механические свойства. Они представляют собой случайную характеристику, т.к. зависят от большого количества не поддающихся контролю обстоятельств. Но в проявлении физико-механических свойств все же можно выявить закономерность, если выяснить определяющие петрографические признаки, которые оказывают главное влияние на свойства полезного ископаемого.

Задачей работы как раз и являлось выявление влияния петрографической неоднородности на неоднородность физико-механических свойств пород.

В качестве объекта исследования выбраны метабазальты месторождения Мяндуха Архангельской области. Автором на месторождении в течение трех лет проводились полевые работы, пройдены маршруты, отобраны образцы для 150 шлифов и 104 монолитов, предназначенных для физико-механических испытаний. Описаны также 500 шлифов из кернов скважин, пройденных при reoлого-разведочных работах Плесецкой КГЭ.

В работе были применены следующие методы исследования: полевое описание разрезов, микроскопические исследования, сканирующая микроскопия, микрозондирование, петрохимический анализ, статистический анализ, математическое моделирование.

Научная новизна.

I. На месторождении описаны, выделены и геометризованы потоки метабазальтов с макротекстурной зональностью. В пределах вулканических тел выделены микроструктурные петрографические разновидности, характерные для каждой зоны потоков.

3. Установлена эволюция химического состава магмы в магматическом очаге.

Впервые выявлен характер изменения физико-механических свойств пород вниз по разрезу.

5. Доказано влияние первичных структур породы на характер метаморфических изменений, а также на технологические свойства метабазальтов.

Практическое значение. Полученные результаты делают возможным прогноз качества полезного ископаемого и будут учитываться при проектировании взрывных работ.

Разработанная методика оценки технологических свойств месторождения Мяндуха может быть применена для предпроектной оценки других месторождений строительного камня, сложенных основными вулканогенными породами и их метааналогами.

Основные защищаемые положения.

I. Установлено, что полезная толща месторождения сложена согласными потоками базальтов с макротекстурной зональностью. Метаморфизм базальтов имеет пятнистое распространение и определяется как блоковой тектоникой, так и зональностью потоков.

3. Химический состав метабазальтов однороден и свидетельствует об излиянии из одного магматического очага.

4. Технологические свойства метабазальтов зависят от типа микроструктуры, степени метаморфизма пород и вариаций химического состава.

5. Предложена технологическая классификация метабазальтов, на основе которой возможно построение математической модели залежи.

Апробация работы.

Работа делалась в рамках комплексной темы¡"Разработка рекомендаций по ускорению освоения мощностей предприятия по производству щебня на месторождении Мяндуха" (№Гос.регистрации 01,86.0009168). По материалам автора настоящей работы проведена типизация пород месторождения, которая будет положена в основу разработки параметров буровзрывных работ.

Работа продолжается институтом ВНИГШстромсырье в 1989г. по теме: "Разработка параметров буровзрывных работ, обеспечивающих понижение прочности кусков взорванной горной массы подвергшихся дроблению в дробилке I стадии щебзавода Мяндуха"

По теме диссертации опубликовано семь статей, прочитано четыре доклада:

1. на Московских совещаниях "Математические методы в изучении цикличности в геологии" в 1984 и 1988г.г.

2. на заседании НТО "Стройиндустрия" от II.06.85г.

3. на Всесоюзном совещании "Минерально-сырьевые ресурсы и комплексное их освоение^Мельниковские чтения) в г.Сарапуле 1989г.

В ходе работы потребовался довольно большой объем аналитических исследований. Автор выражает благодарность сотрудникам института ИГЕМ - К.М.Марсий(рентгеновский анализ), С.Е.Борисовскому (микрозонд), ст.н.сотруднику кафедры инженерной геологии МГУ В.М.Ладыгину (физико-механические испытания), P.A.Конышевой(сканирующая микроскопия). Во время обучения в аспирантуре были сделаны доклады на заседаниях Отдела неметаллических полезных ископаемых, в ходе обсуждения которых автор получил много полезных советов, за что благодарен коллективу лаборатории и особенно доктору геолого-минералогических наук В.П.Петрову.Автор благодарит сотрудников сектора геологии и оценки месторождений и лаборатории спецметодов разработки месторождвний института "ЗНИПШстромсырье" ч/ и особенно главного|научного сотрудника доктора технических наук И.Б.Шлаина за помощь и поддержку,без чего эта работа не могла бы быть осуществлена. Автор выражает такжв благодарность своему руководителю - доктору геолого-минералогических наук Василию Викгоро-вичу Наседкину.

Диссертационная работа выполнена в период с 1983 по 1987г.г. в институте ИГЕМ под руководством доктора геолого-минералогических наук В.В.Наседкина.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений", Золотых, Елена Борисовна

В заключение можно сделать следующие выводы:

I. физико-механические свойства пород месторождения определяются, в основном, их структурными особенностями.

2. Породы месторождения соответствуют по физико-механическим свойствам общетеоретическому положению, что прочность понижается в зависимости от крупности - з^Ж^тЙнШге^нис тые—мелкозернистые—+ среднезернистые—» крупнозернистые—♦ стекловатые.

3. Плотность пород месторождения очень высокая >3,0 г/см.3 Это объясняется увеличением содержания магния и железа и уменьшением содержания ЯС } N(1 и К относительно средних базальтов по Дели. А увеличение плотности ведет к увеличению прочности (т.е. увеличивается способность нести нагрузку). Это объясняет общий высокий уровень прочности пород месторождения.

4. Микроструктурная неоднородность пород кайнотипного облика на месторождении обусловлена неоднородностью условий остывания лавы внутри отдельного потока.

5. Петрохимическая направленность развития магматического очага обусловлена кристаллизационной дифференциацией и проявляется в обогащении некоторых потоков оливином.

6. Метаморфизм пород подчеркивает петрографические неоднородности, воникшие при излиянии и кристаллизации лав. На

- 155 физико-механических свойствах пород метаморфизм имеет двоякое влияние.

Во-первых, при превращении оливина в серпентин увеличивается объем, что приводит к увеличению микротрещиноватости и ослабляет породу. Во-вторых, при метаморфических изменениях по разному изменяются гиалобазальты различной структуры и метаморфические структуры, возникающие при этом придают породе различную проч ность.

7.Важнейшей технологической характеристикой строительного камня является прочность пород на сжатие. Поэтому именно эта характеристика положена в основу выделения сортов полезного ископаемого. Она приведена в соответствие с определенными структурно-текстурными разновидностями метабазальтов. В результате проделанной работы с большой точностью можно предсказать физические свойства пород, определенных петрографических разновидностей.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Золотых, Елена Борисовна, Москва

1. Алексеев Г.В. О возможности прогнозирования прочностных и деформационных свойств некоторых интрузивных пород Кольского полуострова по содержанию породообразующих минералов. Инженерная геология 1980. №5.

2. Арискин А.А. Бармина Г.С. Френкель М.А. Кристаллизационный механизм образования толеитовых серий. Изв. АН СССР Сер. геол. 1988г. №4.

3. J.Беккер Ю. Р. Геологическая карта фундамента довендского чехла и складчатого обрамления Русской платформы. Сов.геол. 1987г. №8.

4. Беликов В.П. Александров К.С. Рыжов Т.В. Упругие свойства породообразующих минералов и горных пород М."Наука" 1970г.

5. Воронков O.K. Способ определения пористости по данным сей-смоакустики. Тр. Гидропроекта,ей.21 М.1971г.

6. Восточная часть Балтийского щита. Геология и глубинное стро ение (Сб.статей) Л. "Наука" 1975г.

7. Вревский А.Б. Коматиты из раннедокембрийского пояса Полмос--Порос (Кольский полуостров) ДАН СССР 1980г. 252 №5 с.1216 1219.

8. Габелева Д.Я. Еременко В.И. Мамонтова Т.П. Рентгеновская типизация хлоритов на примере разновозрастных пород палеозоя Тимано-Печерской провинции. Литол. и пол.ископ. 1987г. Л?5.

9. Гельман М.Л. Бычков Ю. М. Левин Б.С. Бониниты Корякского нагорья. Изв. АН СССР, сер.геол.1988г. №2

10. Гептнер А. Р. и др. Условия образования и начальные стадии изменения базальтового стекла. Литол. и пол.ископ. 1984г. №4.

11. Гилярова M.A. Основные черты тектоники Балтийского щита.1. Изв. АН СССР 1987г. №9.

12. Гилярова М.А. Стратиграфия и структура докембрия Карелии и Кольского полуострова. JI. 1972г.

13. Гилярова М.А. Стратиграфия,структура и магматизм докембрия восточной части Балтийского щита. JI. "Недра" 1974г.

14. Гилярова М.А. Шаровые лавы Суйсарского района Южной Карелии и проблема генезиса шаровых лав. Учен. зап.ЛГУ,1989г. №268,

15. Сер.геол.наук, вып.10 петро.

16. Гирнис A.B. Экспериментальный¿генезис коматиитов и высокомагнезиальных базальтов. Дисс. уч.ст.канд.геол.-мин.наук,1. М. 1984г.

17. Гольдштейн Р.В. Ладыгин В.М. Осипенко Н.М. О хрупком разрушении пористых горных пород при сжатии и растяжении. Сб. "Физико-технические проблеммы разработки полезных ископаемых'.' "Новосибирск, 1974, »I.

18. Добрецов Н.Л. Опыт разработки систематики и номенклатуры метаморфических пород на количественно-минералогической основе. Изв. АН СССР, сер.геол. 1988г. *1.

19. Дриц В.А. Коссовская А.Г. Слоистые силикаты в земной коре. Сообщение I. Классификация группы каолинит-серпентина и тальк пиррфиллита. Литология и пол.ископ.,1984г. №6.

20. Еин A.C. Петрохимические вариации составов коматиитов и ' верхней мантии земли. Изв.АН СССР,сер.геол.1988г. *3

21. Елисеев H.A. Метаморфизм, М. "Недра", 1963г.

22. Заварицкий А.Н. Введение в петрохимию изверженных горных пород. М. 1980г.

23. А.Н.Заварицкий Изверженные горные породы, М.1956г.

24. Заварицкий А. Н. Пересчет химических анализов изверженных горных пород, M.I960.

25. Звягин Б.Б. Кристаллохимические особенности серпентиновых минералов. Изв.АН СССР, сер.геол.1981г. №11.

26. Зеленокаменные пояса древних щитов. Сб.статей, М.1982г.

27. Земная кора и металлогения юго-восточной части Балтийского щита. Л. 1983г.

28. Зоткевич H.A. Использование портативных микрокомпьютеров при обработке петрофизических данных. "Геофиз.исслед.геол. структур Дал.Вост." Владивосток, 1983г., 8-14.

29. Иванов O.K. О факторах определяющих состав оливина. Изв.

30. АН СССР, сер.геол.1978г. №6.

31. Изотова Т.С. Зависимость скорости распространения ультразвука от пористости горных пород. Теология нефти и газа','1969, #1.jO. Ильинская М.Н. Вторичные преобразования основных вулканическихстекол в щелочных базальтоидах чанчарской свиты (Южный Урал),

32. Литол. и пол.ископ. 1988г. №1.

33. Козловский Е.А. Кривцов А.И. Моделирование рудных месторождений, направления и задачи. Сов.геол. 1988г. Ю.

34. Коматииты и высокомагнезиальные вулканиты раннего докембрия Балтийского щита. Л."Наука", 1988г.

35. Корыткова Э.Н. Черкасин В.И. Дриц В. А. Фазовые преобразования серпентиновых минералов в гидротермальных условиях. Изв. АН СССР, Сер.геол., 1986г. №2.

36. Коссовская А.Г. и др. Парагенезы селадонит-глауконитовых минералов и кристобалита в преобразованных океанических базальтах (на примере скв.407 ). Литол.и пол.ископ., 1984г. №4.

37. Красилова H.G. О причинах, обуславливающих зависимость прочности скальных пород от размера и формы кристаллов. Вопросы инж.геол. и грунтоведения. М.1973г. №3.

38. Красилова Н.С. Ладыгин В.М. О методике изучения петрографических особенностей скальных горной пород при инженерно-геологических исследованиях. Вест.МГУ,сер.геол.,1975г.,№5

39. Кузнецов С. С. Львов В.А. Шайтура С.В. О возможном построении структурных карт при помощи ЭВМ. Изв.АН СССР,сер.геол. ,1981г10.

40. Кулешович Л.В. Влияние метаморфизма и метасоматоза на состав базит-ультрабазитов земнокаменных поясов юго-восточной Карелии. Весты.МГУ,Сер.4, Геология,1984г. №2 с 72-77.

41. Куликов B.C. Базальтовый комплекс Ветреного пояса и некоторые причины разнообразия средне-протерозойского вулканизма юго-восточной части Балтийского щита. В кн. Проблемы магматизма Балтийского щита. Л.1971г.

42. Куликов B.C. Вулканиты кряжа Ветреный пояс(юго-восток Балтий ского щита). Проблемы осадочной геологии докембрия,1971г.,1. Вып. 3.

43. Куликов B.C. Куликова В.В. К выделению Сумозерско-Кенозерс-кого зе^Рнокаменного пояса архея на восточной окраине Балтийского щита. В кн.Геология раннего докембрия Карелии. Петрозаводск, 1979г.

44. Куликова В.В. Магматизм архейских зеленокаменных поясов юго-восточной окраины Балтийского щита. Автореф.дисс.ванд.геол.-мин. наук, М.1983г.

45. Куликов B.C. Слюсарев В.Д. и Попов М.Г. Высокомагнезиальный вулканизм докембрия юго-восточной части Балтийского щита.

46. В кн. Вулканизм докембрия, Петрозаводск,1976г.

47. Куликова B.B. Куликов B.C. Новые данные об архейских перидоти товых коматиитах Восточной Карелии. ДАН СССР,1981г.,т.259,с 693-697.

48. Куликова В.В. Куликов B.C. Особенности строения базальтового плато центральной части кряжа Ветреный пояс. В кн.Магматические комплексы. Петрозаводск, 1977г. с.48-54.

49. Кутолин В.А. Статистическое изучение химизма базальтов различных формаций. Новосибирск, 1969г.,142 о.

50. Ладыгин В.М. Влияние геолого минералогических факторов на физико-механические свойства эффузивов основного и среднего состава. Дисс. канд.геол.-мин.наук, М.1978г.

51. Ладыгин В. М. Никитин В.Н. О некоторых особенностях свойств молодых эффузивов Камчатки. Вестн. МГУ,сер.4. Геология,1980г.,5.

52. Ладыгин В.М. и др. Гидротермально измененные вулканиты северной Армении и их физико-механические свойства. Вест.МГУ,сер. 4 Геология, 1983г. ,#3.

53. Ладыгин В.М. и др. О физико-механических свойствах полевыхшпатов. Вест.МГУ, сер.геол.,1972г.,№5.

54. Ладыгин В.М. Шаумян Л.В. Об инженерно-геологических свойствах базальтов северо-западной окраины сибирской платформы.

55. Вестн.МГУ,сер.геол.,1971г.,№3.

56. Маракушев A.A. Генетические типы зеленокаменных поясов.

57. В кн. Зеленокаменные пояса древних щитов. М. "Наука",1982г. с 27-47.

58. Мейсон Р.Петрология метаморфических пород, М."Мир", 1981г.

59. Мележик В.А. Состав вод докембрийских бассейнов по геохимическим данным. Изв.АН ССР, 1987г.,№9.

60. Миниралогическая энциклопедия (под ред.К.Фрея), Л."Недра", 1985г.

61. Наливкина Э.Б. Два типа земнокаменных поясов докембрия.

62. В кн. Зеленокаменные пояса древних щитов. М."Наука",1982г., с 47-51.

63. Нестоянова O.A. Зеленокаменные комплексы раннего докембрия Западной Карелии. В кн. Зеленокаменные пояса древних щитов.1. М."Наука",1982г. с 75-97.

64. Никулин С.Н. Авгулевич Н.М. Соболева У.А. Отчет о геологической съемке масштаба 1:50000, проведенной на территории листов Р-37-43-Б,Г, Р-37-44-А,Б,Г.(Сомбинская ГСП,1970-77г.

65. Нисневич МЛ. Исследование и оптимизация использования стро ительных горных пород при разработке месторождений для производства щебня. Автореф. дисс. докт.техн.наук, М.1978г.

66. Новицкий И.П. Метаморфизм зеленокаменных систем Карелии .

67. В кн. Зеленокаменные пояса древних щитов, М."Наука", 1982г. с 120-147.

68. Павловский Е.В. Эволюция вулканизма и тектонического режима раннего докембрия (историко-геологический аспект проблемы) В кн. Зеленокаменные пояса древних щитов, М."Наука", 1982г. с 11-27.

69. Петров Б.В. Шемякина Н.М. Ветреный пояс типичная раннепро-терозойская зеленокаменная структура. Сов.геол. ,1987г.,№4.

70. Рац M.B. Неоднородность горных пород и их физических свойств. М.11 Наука", 1968г.

71. Ржевский В.В. Новик Г.Я. К вопросу о взаимной связи физических свойств горных пород. В кн. Физико-механические свойства горных пород верхней части земной коры. М."Наука",1968г.

72. Рудник Г.Б. и др. Породы второго океаничекого слоя в разрезах поднятий Шатского и Хесса (Тихий океан). И8в.АН СССР1. Сер.геол.,1981г. ,№11.

73. Салманов А.П. Базальтовые коматииты Юго-Западного Таймыра. Изв. АН СССР. Сер.геол.,1987г.,№11.

74. Сергеев В.А. Обобщение и формализация понятий о геологическом опробовании. Геология и геофизика,1982г. ,№6 СО АН СССР, Новосибирск.

75. Сидоренко В.В. Главные петрохимические черты базит-ультра-базитового магматизма Карело-Кольского региона. Сов.геол.,1983г. ,№3.

76. Симанович И.М. Кудрявцев Д.И. Текстурные типы эффузивных базальтов Тунгусской синеклизы. Тр.ГИН АН СССР, 1981г.,вып.362.

77. Слюсарев В.Д. Куликов B.C. Геохимическая эволюция базит-ультрабазитового магматизма протерозоя (восток Балтийского щита) Тр.ин-та геол.Карельск.фил. АН СССР, т. 14,"Наука",1973г.

78. Спивак Г.В. и др. О наблюдении в растровом электронном микроскопе скальной породы при помощи цветной катодолюминис-ценции. Вестн. МГУ, сер.геол.,1973г.,№6.

79. Старико С.Н. Борко В.Н. Новое в расчетах треугольных диаграмм при петрохимических и геохимических работах. Сов.геол.,1988г.,

80. Хаин В.Е. О практике применения некоторых новых понятий в ранне докембрийской геологии. АН СССР. Сер.геол1,1987г. ,№2.

81. Халепп Л.В. Бурд Г.И. Температура образования серпентиновых минералов. Изв. АН СССР, 1984г. ,№8.

82. Чарльз Р.Дж. Прочность силикатных стекол и некоторых кристаллических окислов. В кн. Атомный механизм разрушения, 1963г.

83. Шарков Е.В. Континентальный рифтовый магматизм нижнего протерозоя Карело-Кольского региона. Геотектоника, 1984г.,№2.

84. Шибко B.C. Принципы и методика составления структурно-^орма-ционной карты Ветреного пояса Карелии. Сов.геол., 1987г.,№6.