Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геолого-структурные закономерности формирования месторождений фосфоритов на примере Подмосковного фосфоритоносного района

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геолого-структурные закономерности формирования месторождений фосфоритов на примере Подмосковного фосфоритоносного района"

На правах рукописи

Голоскоков Игорь Владимирович

ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ФОСФОРИТОВ НА ПРИМЕРЕ ПОДМОСКОВНОГО ФОСФОРИТОНОСНОГО

РАЙОНА

Диссертация

в виде научного доклада на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Специальность 25.00.36 — Геоэкология

Москва 2012

Научный руководитель

доктор экономических наук, профессор

Лопатин Владимир Владимирович

Официальные оппоненты

доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик РАЕН Комаров Александр Васильевич

доктор технических наук, профессор, академик РАЕН

Лопатин Владимир Никифорович

Ведущая организация

ЗАО «Ростнефтегазгео»

Защита состоится «13» октября 2012 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.052.22 при НОУ ВПО «Международная академия образования (институт)»: 170100, г.Тверь, ул.Московская, д. I. офис 10.

С диссертацией можно познакомиться в Российской государственной библиотеке и Российской национальной библиотеке.

Диссертация в виде научного доклада разослана «14» сентября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кочетова И.Н.

Оглавление

Введение 4

Глава 1. Характеристика Подмосковного 7 фосфоритоносного района

1.1. История изученности месторождений фосфоритов 7

1.2. Геологическое строение района 8

1.3. Тектоническая характеристика района 23

Глава 2. Определение оптимальных условий и 28 решений в отношении фосфоритоносных объектов

2.1. Геологическое строение месторождений фосфоритов 28

2.2. Вещественный состав фосфоритоносных отложений 32

2.3. Минералого-петрографическая характеристика 35 пород фосфоритовой серии

2.4. Авторское обследование фосфоритоносного района 36

2.5. Географическое распределение фосфоритоносности 48

2.6. Отходы фосфоритов 52

Выводы 56

Рекомендации 57

Заключение 58

Список использованной литературы 59

Список публикаций автора 64

Введение

Актуальность исследования. Центральные районы России совпадают с зоной Нечерноземья, где развиты подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные почвы, выщелоченные и оподзоленные черноземы, характеризующиеся повышенной кислотностью и существенно обедненные подвижным фосфором. Плодородие этих почв низкое и для поднятия урожайности сельхозкультур необходимы удобрения, прежде всего фосфорные, при нехватке которых снижается эффективность азотных и калийных удобрений. На специфических почвах Нечерноземья эффективность суперфосфата и других водорастворимых фосудобрений уравнивается с фосмукой. Фосмука раскисляет почву, в отличие от водорастворимых форм удобрений, повышающих кислотность. Агрохимики подсчитали площади пашен и сельхозугодий, требующие фосфоритования. Главным критерием этих расчетов является степень недостаточности в почвах фосфора и повышенная кислотность. Вне зоны Нечерноземья в Курской, Воронежской, Липецкой и Тамбовской областях развиты выщелоченные и оподзоленные черноземы, обедненные фосфором с повышенной кислотностью. Цель работы с достижением задач

В 1990 гг. в связи с изменением социально-экономической обстановки в стране прекратилось дотационное финансирование фосфоритования почв и сельскохозяйственные производители отказались от закупок муки. Это явилось причиной банкротств предприятий и прекращения ее производства.

Принятие Федеральной целевой программы «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агро-ландшафтов, как национального достояния России, на 2006-2010гг. и на период до 2013 года» не меняло ситуацию, т.к. планируемые объемы закупок фосмуки не окупались. Актуальна проблема создания на базе отечественных месторождений фосфоритов производств новых видов фосфатного сырья, пригодного для переработки в водно-растворимые и сложные фосудобрения. Недостаточно фоссырья (апатитового концентрата) для обеспечения потребностей предприятий, производящих удобрения. Увеличение выпуска апатитового концентрата почти невозможно и не планируется на перспективу из-за усложнения горнотехнических условий отработки месторождений апатитсо-держащих руд на ОАО «Апатит» и «Ковдорский ГОК». Только 2 предприятия имеют собственный источник апатитового концентрата. Остальные вынуждены конкурировать в производстве и реализации готовых удобрений и по объему и допуску к источнику.

При расчете эффективности создания предприятия на базе Егорьевского, Вятско-Камского или другого месторождения фосфоритов некорректно сравнение с традиционным для нашей страны фоссырьем - апатитовым концентратом, который вследствие уникальности месторождений Кольского по-

луострова всегда был вне конкуренции по качеству и цене, которого не хватает. Сравнивать можно с импортным фоссырьем (Казахстан, Марокко, Иордания и др.). Егорьевское и Вятско-Камское месторождения относительно инвестиционно привлекательны, качество Егорьевского концентрата уступает Вятско-Камскому.

Поэтому целью работы стало обоснование необходимости открывать инвестиционно привлекательные фосфоритоносные объекты с доступной инфраструктурой и в хорошей рыночной конъюнктуре для развития минерально-сырьевой базы фосфоритов России. Задачи исследования - определить внятные закономерности залегания фосфоритоносных слоев для условий геолого-разведочных работ (ГРР), предложить недорогие методы обогащения низкокачественной фосфоритовой муки и переработки отходов, разработать необходимые консистенции для улучшения плодородия почв.

Объект исследования - Подмосковный фосфоритоносный бассейн, Егорьевское месторождение и его аналог - Вятско-Камское.

Предмет исследования - разработка методики «под ключ» выхода из кризиса отечественного рынка фосудобрений с момента поиска месторождений и заканчивая продажей конечного продукта потребителю по приемлемым ценам.

Степень разработанности проблемы имеет высокое значение, автор работы занимается проблемой фосфоритового сырья очень длительное время, в период основных открытий большего числа фосфоритовой базы ЦФО.

Методическая база исследования определяется инструкциями МПР и ТУ в области проведения ГРР и требований к качеству сырья (кондиции).

Эмпирическая база исследования - результаты многочисленных лабораторных анализов проб с Егорьевского месторождения и его хвосто-хранилища, в частности на ПО «Фосфаты».

Научная новизна работы: I. доказана корреляция фосфоритоносных отложений с тектоническим режимом территории. 2. установлена пригодность кварц-глауконитовых песков как эффективных минеральных удобрений в количестве 10-12т/га земли. 3. доказана приуроченность наиболее продуктивных фосфоритовых пластов к отложениям волжского яруса верхней юры и берриасского яруса нижнего мела.

Защищаемые положения: 1. фосфатизация отложений тесно связана с активными тектоническими процессами, присутствием густой сети разломов.

2. существует возможность получения минеральных удобрений требуемого качества из некондиционных фосфоритных отходов. 3. в фосфоритовых отложениях существует тесная связь между марганцем и фосфором.

Теоретическая значимость работы заключается в повышении качества и оптимизации работ по выявлению наиболее богатых месторождений и перспективных участков сырья для выпуска удобрений.

Практическая значимость работы. Исследования можно реализовать на предприятиях горно-химического профиля (в частности, ПО «Фосфаты»), в региональных программах по исследованию тектонических процессов листа N-37 (Москва), специализированных программах по исследованию миграции микроэлементов (марганца, урана, хрома и др.) и др.

Апробация результатов представлена выступлениями на научно-практических конференциях, в реализации федеральных и региональных программ по развития минерально-сырьевой базы фосфоритов по ЦФО в ОАО «Геоцентр-Москва».

Ожидаемые результаты: 1. разработка детализированной геолого-структурной карты Подмосковного фосфоритоносного района с учетом локации низкокачественного и отходообразующего видов сырья. 2. внедрение на предприятиях горно-химического профиля безотходной технологии получения фосфатных удобрений. 3. Составление карты миграции микроэлементов (уран, ванадий, марганец и др.), ценных в разных отраслях промышленности.

Структура диссертации заключается в 65 стр. машинописного текста, состоит из введения, 2 глав с выводами в каждой, общих выводов, рекомендаций и заключения, списка использованной литературы с 68 наименованиями и 9 публикациями автора, 5 рисунками и 7 таблицами.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДМОСКОВНОГО ФОСФОРИТОНОСНОГО РАЙОНА

1.1. История изученности месторождений фосфоритов

Первые сведения о фосфоритах в районе появились в 1882 г., когда И.И. Игнатьев обнаружил россыпи фосфоритов в долине левого притока р.Оки. В 1892-1912 гг. в работах С.Н. Никитина, М.С. Пригоровского, Н.В. Соколова приводятся данные о наличии в районе волжских фосотложений. Планомерное изучение фосфоритов началось в 1910 г. комиссией по изучению фосзалежей Европейской части России под руководством Я.В. Самойлова. В Московской области работы выполнялись А.П. Ивановым и A.B. Казаковым (Егорьевский, Коломенский, Бронницкий районы, долины р. Москвы в окрестностях гг.Рузы, Звенигорода, р. Яхромы и ее притоков в Дмитровском, район г.Клина, долины р. Нары в Наро-Фоминском районе). Они изучались научным институтом по удобрениям (НИУ). созданным в 1919 г.

С 1922 по 1931 гг. A.B. Казаковым и Ц.И. Уфленд разведывали Егорьевское месторождение фосфоритов. Казаков обследовал район р.Клязьмы у г.Ногинска и правобережье р.Москвы. Н.Т. Зотов проводил поисковые работы в долинах рр.Нары и Осетр, в нижнем течении р.Москвы. Были выявлены и обследованы Чичковское проявление на р.Наре, Белыниче-ское, Песковское. Татины, Косовское на р.Осетр и др. В Наро-Фоминском районе И.Я. Голин разведал Потаповское месторождение. А.П. Иванов разведал Трегубовское и Ратькинское месторождения по р. Осетр и др. В.П. Рожков и А.И. Павловский обследовали проявления фосфоритов в долине р.Нары — Потаповское и Хловское.

Результаты исследований НИУ были обобщены в сборнике «Агрономические руды СССР». Большую ценность представляют результаты исследований стратиграфии мезозойских отложений, условий залегания, результаты разведочных работ по отдельным участкам. В 1930 гг. в Московской области проводилась геологическая съемка масштаба 1:50000, в 1940 гг. переоцененная в мелкомасштабную. Съемка выполнялась А.Э. Константиновым, А.Н. Сокольской, A.B. Симоновым, H.A. Герасимовым, В.Н. Козловой, Е.А. Ивановой, Н.В. Сапрыкиной, H.A. Недошивиной, М.В. Шмидтом. В результате съемочных работ были обнаружены фосфориты на рр.Пахра и Клязьма.

Последний этап изучения фосфоритов в Подмосковном районе начался в 1957 г., когда ГУЦР стал проводить съемочные, поисковые, разведочные и тематические работы по изучению фосфоритоносности мезозойских отложений области для расширения сырьевой базы Подмосковного горнохимического комбината. В этот период изучением фосфоритов занимались А.Б. Гершзон, В.А. Дьяконова, Г.Н. Кузнецов, А.Я. Лысогорская, М.Х. Махлина,

В.А. Моргенштерн, C.B. Перфильев, З.Н. Рычагова, Е.К. Столярова. Территория области была покрыта съемкой 1:200000. С 1959 по 1970 гг. в Подмосковном районе и на прилегающих площадях проводилась съемка 1:50000, были выявлены перспективные фосместорождения и участки, из которых самым крупным явилось Северское с запасами около 197 млн.т, расположенное на правобережье р.Москвы в Воскресенском, Коломенском и Ступинском районах. В Ступинском районе выявлены более мелкие месторождения -Троицко-Лобановское, Марьинское, Нефедьевское, Раменском - Бронницкое, Надеждинское и участки Ильинский, Колоколовский, Борщевский, в Наро-Фоминском - в долине р.Нары Крестовское фосполе. Выделен ряд площадей в Подольском районе в долине р.Пахры.

С 1962 г. в пределах распространения фосотложений в Московской комплексной геолого-гидрогеологической экспедиции (МКГГЭ) начали проводить массовые поиски урана. В 1969 г. в работах по исследованию связи урана с фосфором в фосфоритах для изучения геологического строения и качественной характеристики фоссерии участвовал Всесоюзный институт ядерной геофизики и геохимии (ВНИИЯГГ). Вместе с МКГГЭ, он разработал метод радиометрического каротажа по определению содержания диоксида фосфора (Р;05) в скважинах.

Фосрайон расположен в южной части Московской, северной части Рязанской и северо-восточной части Тульской областей (рис.1).

1.2. Геологическое строение района

В районе обнажены палеозойские (каменноугольные), мезозойские (юрские, меловые) и кайнозойские (неогеновые, четвертичные) отложения. Описаны системы, локализованные в районе:

• Средний карбон - образования московского яруса, распро-

страненные почти повсеместно, залегают трансгрессивно на нижне- и сред-некаменноугольных (азовская свита) породах, разделены на нижний и верхний подъярусы с горизонтами и толщами:

1. Нижнемосковский подъярус делится на верейский и каширский горизонты:

■S Верейский горизонт по литологическим и фаунистическим особенностям делится на (снизу вверх): шацкую, альютовскую толщи и ордынский слой. Шацкая толща залегает на размытой поверхности подстилающих отложений, заполняя пониженные части рельефа. В северо-восточной части района нет. Полный разрез толщи состоит из 3 пачек. Нижняя глинисто-алевритовая и средняя песчанистая пачки распространены в пониженных частях древнего рельефа, верхняя глинисто-известняковая - повсеместно.

Рво, I. Стаи расположения месторождений Егорьевского

фоофоримвоевого рвйаю.

1 - площади распространения фзефвтно-глаукояитовнх пород,

2 - сквашвн большого диаметра.

Месторождения: I - Егорьевское, 2 - Виноградовекое, 3 - Швйа-новекое, 4 - Еояркивское, 5 - Ильвяское, 6 - Бронщщкое, 1 - Не^едовокое, 8 - Севврское.

Пески и песчаники красноцветные, тонко-мелкозернистые, полимик-товые, слюдистые, известковистые. Глины разноцветные, алевритистые, неравномерно известковистые, монтмориллонитовые. Частая фациальная изменчивость отложений.

Вне района исчезает средняя пачка. Мощность толщи в пределах района отличается сильной изменчивостью в связи с неровностями доверей-ского рельефа и разной интенсивностью размыва. Колебания 3-18 м, в среднем I0. Район тектонически активный. Альютовская толща в районе распространена повсеместно п залегает на шацкой с отчетливым размывом. В соседних районах размыва нет, указывая на более спокойную тектонику. Толща представлена переслаиванием песков и глин с прослоями в отдельных местах песчанистых известняков. Максимальная фациапьная изменчивость разреза наблюдается в пределах распространения фосотложений. Так, разрез отложений в пределах фосотложений правобережья р.Оки начинается песками пестрыми, внизу грубозернистыми, косослоистыми, кварц-полевошпатовыми (КПШ), с зернами глауконита, с мелкими галечками известняка и зубами рыб, выше пески становятся мелко-, среднезернистыми, глинистыми. В тяжелой фракции песков присутствует обилие граната, циркона и апатита. На них лежит пачка переслаивающихся песчанистых известняков, глин, песков или песчаников. В известняках иногда наблюдаются знаки ряби. В основании толщи иногда наблюдается конгломерат из гальки, мергелей, глин, известняков с карбонатным, песчанистым цементом и зернами глауконита, приуроченный к флексурообразным перегибам пластов пород на фоне моноклинального падения слоев на северо-восток. Вне площади развитие фосотложений однообразнее. Исчезают известняки, песчаники и преобладают пески с прослоями глин или глины с прослоями песков. Севернее и северо-восточнее района отложения представлены одними глинами. Мощность отложений толщи 5-10 м. Ордынские слои распространены повсеместно и представлены глинами с прослоями доломитов, мучнистых алевритов. Глины гидрослюдистые с примесью хлорита и каолинита. Доломиты пелитоморфные с порами, заполненными глинистым веществом с зернами кварца, глауконита и полевого шпата. Частая фациапьная изменчивость приурочена к площади района. В соседних районах разрез однороднее, что говорит об активной тектонике. Мощность слоев составляет 5-8 м.

S Каширский горизонт распространен повсеместно, обнажен на р.Оке возле г.Каширы и в долине притоков (Нара, Лопасня, Каширка, Осетр, Проня, Истья, Цна) и залегают на верейских отложениях в районе с небольшим размывом, в соседних районах - согласно. Горизонт сложен карбонатными породами, прослоями глин, мергелей и песков. Фациальная изменчивость наблюдается в районе развития фосотложений. По литологии отложения делятся на толщи (снизу вверх): нарекая (карбонатная), хашунская (глинисто-мергелистая), лопасненская (карбонатная), ростиславльская (глинисто-мергелистая) и слидвинская (карбонатная). Прослои песков и рыхлых песчаников наблюдаются в хашунской и ростиславльской толщах. Пески и песчаники красноцветные и зеленоватые, КПШ, сильнослюдистые, с ana-

тит-гранатовой ассоциацией тяжелой фракции. Цемент песчаников глинистый, карбонатный, в отдельных местах (г.Озеры, г.Кашира) флюоритовый.

Примечательно наличие в отложениях лопасненской толщи кварц-глауконитового песчаника мощностью 0,2 м. Здесь наблюдаются следы размывов толщи, брекчиевидные и окремненные породы, встречаются мощные (0,4-5м) линзы кремня. Аналогично в отложениях слидвинской толщи (Коломна-Воскресенск), где брекчиевидные и окремненные доломиты обогащены глауконитом. Здесь наблюдается прослой песков и глин, говорящие о частом изменении фациальных условий. В соседних районах в породах каширского горизонта глауконита нет. Брекчированность приурочена к флек-сурообразным перегибам пластов и сводам пологих поднятий, осложняющих моноклинальное залегание пород.

2. Верхнемосковский подъярус распространен повсеместно и залегают с размывом на нижнемосковских породах. По литологии и фауне отложения делятся на горизонты (снизу вверх): подольский и мячковский.

Подольский горизонт характеризуется часторитмичной сменой грубо- и тонкозернистых известняков, мергелей, в нижней части - крас-ноцветных глин. В основании горизонта обычно наблюдается прослой известнякового мелкогалечного конгломерата. В разрезе наблюдаются внутри-формационные конгломераты. Вне района разрез горизонта однообразный. В основании исчезают следы размыва и нет конгломератов, указывая на более спокойную тектонику. Мощность отложений составляет 18-209 м.

^ Мячковский горизонт распространен в средней и северной частях района и залегает на подольских породах, иногда с небольшим размывом, приуроченным к положительным структурам залегания пород (свод поднятий). Обнажен по долинам р.Москвы, р.Оки, р.Пахры. Представлен переслаивающимися известняками, доломитами, редко глинами. Резко возрастает количество грубообломочного материала, наблюдается глинисто-известковый конгломерат и линзовидные, быстро вклинивающиеся залежи косослоистых известняковых песчаников. Это наблюдается в пределах положительных структур, осложняющих моноклинальное падение пластов на северо-восток. Вне района в разрезе конгломерата нет. Скважинами, пройденными в сводовых частях поднятий и местах флексурных перегибов пластов, встречены сильнотрещиноватые зоны, где известняки и доломиты превращены в щебень, погруженный в карбонатный песок и муку, местами в темно-серую сильно песчанистую глину. Иногда трещины залечены вторичным кальцитом. В подземных водах горизонта возрастает содержание фтора. Мощность горизонта - 10-30 м, даже вне зоны предмезозойского и предчет-вертичного размывов.

• Верхний карбон распространен в центральной и северной

частях района. Южная граница проходит через

г.Спас-Клепики-г.Воскресенск-г.Москва. Южнее и западнее встречен в виде пятен и обнажен по долинам рек, залегает с размывом на мячковском горизонте. Верхняя граница очень неровная, прорезана глубокими домезозойскими и на отдельных участках дочетвертичными долинами. Сильно расчленен в пределах развития фосместорождений. Выделяют образования гжельского и оренбургского ярусов. Граница распространения гжельского яруса совпадает с верхнекаменноугольными отложениями. Он делится в районе на нижне- и верхнегжельский подъярусы:

1. Нижнегжельский подъярус представлен отложениями касимовского надгоризонта, закономерно чередующимися карбонатными и глинисто-мергелисто-песчаными пачками. Среди карбонатов преобладают органогенные известняки с подчиненными прослоями известняков и доломитов. Терригенные пачки сложены красноцветными глинами, песчаниками и алевритами, с прослоями пестрых и красноцветных мергелей. Частая фациальная изменчивость разреза наблюдается в районе расположения фосместорождений. Прослои пестрых глин, алевритов и песчаников в разрезе до 50%. В соседних районах разрезы однообразнее и прослои терригенных пород 5-30% (чем дальше от района, меньше). Касимовский надгоризонт делится на Кре-вякинский, Хамовнический, Дорогомиловский горизонты:

В кревякинских отложениях выделены суворовская (карбонатная) и воскресенская (глинисто-мергелистая) толщи. Суворовская толща по площади фациально изменяется поднятиями и прогибами. В прогибах преобладают известняки, на поднятиях - доломиты, мергели, глины. Иногда отдельные пачки выклиниваются. В пределах поднятий породы сильнотрещиноваты и содержат аномальные концентрации марганца (0,01%), меди (0,003), стронция (0,03), следы свинца. Воскресенская толща сложена мергелями с пропластками глин, доломитовых мергелей и известняков, в основании конгломератом гравия и гальки, сцементированных известняков, мергелей и глин. Содержание обломков в конгломератовидном прослое резко не равномерное под контролем структур залегающих пород. В местах положительных структур мощность прослоя резко возрастает до 2,2 м, прошив 0,1-0,5 м в прогибах, и возрастает содержание обломков. Здесь наблюдается возрастание содержания микроэлементов, %: марганец - 0,03, никель - 0,001, титан - 0,06, хром -0,003, медь - 0,006, свинец, молибден - следы, галлий - 0,003, стронций - 0,03, цирконий - 0,003.

Хамовнический горизонт разделен на нижнюю карбонатную (ратмировскую) и верхнюю глинисто-мергелистую (неверовскую) толщи. Ратмировская толща характеризуется наличием в основании конгломерата, приуроченного к положительным структурам. В их пределах породы сильнотрещиноваты, превращаясь в щебень. Поверхность трещин усеяна дендритами марганца и редкими кристаллами марказита. В пределах трещиноватых зон в

известняка представлены содержания микроэлементов, %: марганец - 0,006, титан - 0,06, никель - 0,002, кобальт, молибден - следы, ванадий - 0,006, хром -0,003, цирконий - 0,006, медь - 0,001, галлий - 0,004, иттрий - 0,002, скандий -0,001, свинец - 0,001. Неверовская толща. В пределах трещиноватых зон также наблюдаются повышенные содержания микроэлементов, %: марганец - 0,03, никель - 0,001, титан - 0,06-0,3, ванадий - 0,006, хром - 0,003, молибден - следы, цирконий - 0,003, медь - 0,001, галлий - 0,006, иттербий - 0,00 ], стронций -0,01, барий - 0,01.

^ Дорогомиловский горизонт делится (снизу вверх) на перху-ровскую (карбонатную), мещеринскую (глинистую), яузскую (карбонатную) и трошковскую (глинистую) толщи. Карбонатные толщи представлены белыми и светло-серыми известняками и доломитами, глинистые - пестроокремнен-ными глинами и пиритом с быстро выклинивающимся прослоем песков (яузских - серых, разнозернистых, карбонатных, с примесями кремня, кварца, пирита, ильменита; трошковских - светло-серых, мелко- и разнозернистыми. карбонатных, с примесчми кварца, полевого шпата). В основании горизонта иногда наблюдается прослой конгломерата с изменчивым содержанием обломков (доломит, известняк, мергель 25-80%), мощностью 0,15-0,6 м. Вмещающие породы - известняк, мергель, пестроцветные глины. Это характеризует резкие колебания глубины фосотложений. В районах положительных структур наблюдается смятость слоев и сильная трещиноватость пород.

Стенки трещин усилены мелкими кристаллами пирита, халькопирита, марказита, часто с марганцевистым или железистым налетом, иногда с зеленовато-серыми глинистыми примазками. Редко трещины заполнены вторичным кальцитом. В зоне трещин наблюдается перекристаллизация яузских известняков. Вблизи трещин известняки средне- и крупно-, при удалении переходят в мелкокристаллические. Местами по трещинам наблюдаются сферические скопления рудных минералов до Змм, иногда с округлыми зернами кальцита. Рудные агрегаты окружены множеством каплевидными зернами бесцветного прозрачного кальцита. Концентрации микроэлементов, %: по яузской толще: медь - 0,2, свинец - 0,04, цинк - 0,3, серебро - следы; трош-ковской: медь - 0,06, свинец - 0,006, цинк - 0,06, серебро - следы. Других элементов нет. В местах меньшей трещиноватости наблюдается следующий набор микроэлементов, %: медь - 0,001, цирконий - 0,001, галлий - 0,001, хром -0,001, ванадий - 0,003, титан - 0,1, кобальт - 0,001, никель - 0,006, марганец -0,03, железо - 0,6, стронций - 0,03. Внешний обмен пород, состав микроэлементов свидетельствует о наличии зоны разлома. Мощность нижнегжельского подъяруса составляет 50-100м.

2. Верхнегжельский подъярус распространен в северной части района и обнажается в бассейне р.Клязьмы возле г.Орехово-Зуево. Породы залегают на размытых дорогомиловских отложениях и представлены рит-

мично повторяющимися пачками карбонатных и терригенных пород. В разрезе выделяют (снизу вверх) русавкинскую (карбонатную), щелковскую (глинисто-алевритистую), амерьевскую (карбонатную), малинниковскую (глинисто-алевритистую), павлово-посадскую (карбонатную) толщи.

Русавкинские породы представлены в основании конгломератом, состоящим из галек, мергеля или известняка, выше залегают переслаивающиеся известняки и доломиты. Иногда мергель с галькой замещены серой глиной и серовато-белым разнозернистым кварцево-известняковым песком с высоким содержанием глауконита. Известняки и доломиты вблизи границ прогибов и поднятий сильнотрещиноваты, местами известняки и доломиты раздроблены и превращены в щебень. Трещины имеют характер скольжения. На их поверхности наблюдаются каплевидные (крупные до 1см) наросты желтоватого прозрачного кварца и голубовато-серого землистого аморфного халцедона, которым может быть усеяна вся поверхность трещин. Вблизи трещин порода носит следы растворения и перекристаллизации. Здесь наблюдаются рассеянные мелкие кристаллы халькопирита, пирита и марказита. Аномальные значения микроэлементов, %: никель - 0,006, кобальт - 0,002, хром - 0,002, цирконий - 0,002, медь - 0,06, цинк - 0,03, свинец - 0,003, галлий - 0,001, натрий - 0,2, железо - 1, титан - 0,2. При удалении от зон трещиноватости содержание убывает до следов.

Щелковская толща сложена снизу вверх пачками пород: нижняя -переслаивающимися мергелями, глинами, известняками; средняя - песчаниками и песками с подчиненными прослоями глин; верхняя - глинами с про-пластками мергелей и известняков. Такое трехчленное строение наблюдается в северной части Егорьевского месторождения. На остальной площади толща представлена тонкослоистыми глинами с тонкими пропластками песков или известняков и мергелей. Для нижней пачки мергелей, глин и известняков трещиноватых подстилающих русавкинских карбонатов наблюдаются аномальные концентрации меди до 0,03%, титана до 1. Средняя пачка наблюдается в виде узкой слегка изогнутой к югу полосы субширотного простирания. Структурно она приурочена к основанию серии флексурообразных перегибов верхнего карбона. Ширина полосы 1-3 км, длина свыше 20 км. Контур полосы повторяет положение структур III и IV порядков в пределах Московского грабена.

Пески средней пачки светло-серые с зеленоватым или голубоватым оттенком, разнозернистые, горизонтально- и косоволнистые, полимиктовые. Состоят из полевого шпата, калиевые (35-97% легкой фракции), с возрастанием снизу вверх. Кристаллы полевого шпата обычно не окатанные, идио-морфные, с угловатыми сколами по спайности, мутные или имеющие зональное строение, с чистой периферической частью и пелитизированным ядром. Размер зерен 0,022-0,4мм. Кварц бесцветный, почти без включений,

3-65% легкой фракции, с возрастанием сверху вниз. Размер зерен 0,022-0,315 мм. В песках наблюдаются обломки слюдистых сланцев, песчаников, слюды. Среди прозрачных минералов тяжелой фракции преобладают: гранат (50-53,4%), апатит (7,8-22,3), циркон (8,8-10,2), дистен (7,9-8,8), рутил (6,3-6,4), пирит (18,8-88,5). Песчаники светло-серые с зеленоватым и голубоватым оттенком тонкослоистой текстуры (чередование тонких слоек по структуре), алевритистые, мелко-, среднезернистые, полимиктовые, слабо-сцементированные. Слоистость сложная. Мелкие и крупные серии косовол-нистых слоек перекрываются близкими по размерам сериями волнистых и горизонтальных слоек.

Породы состоят из обломков эффузивных пород, слюдистых сланцев, зерен кварца и немного из акцессорных минералов. Цементом служит каоли-нитогидрослюдистый материал, реже зерна аутигенного кальцита. По мнению петрографов, изучивших минеральный состав песчаников (Т.И. Буцеко), они образовались возле места разрушения излившихся кислых магматических и метаморфических пород. Радиометрический анализ проб, отобранных из песков и песчаников, показал, наблюдается сильная изменчивость содержаний урана по площади (0,001-0,013%). Пески и песчаники содержат микрокомпоненты, %: медь - 0,01-0,04, никель - 0,001 -0,006, ванадий - 0,003-0,01. цирконий

- 0,003-0,03, галлий - 0,002-0,006, стронций - 0,01, барий - 0,06-0,3, марганец -0,003-0,03, кобальт - до 0,002, титан - 0,03-1, хром - 0,003-0,006, свинец -0,0012, бериллий - следы, скандий - 0,001, иттрий - 0,002, лантан - 0,006. Аналогичная ситуация наблюдается и с верхней пачкой глин с пропластками известняка. Глины содержат, %: марганец - до 0,006, никель - до 0,001-0,003, кобальт - до 0,001, титан - 0,3-1, ванадий - 0,003-0,008, хром - 0,003-0,006, молибден - до 0,001, цирконий - 0,003-0,08, медь - 0,03, свинец - до 0,001, галлий - 0,003-0,006, иттрий - 0,001-0,003, стронций - 0,007, барий - до 0,03, цинк - до 0,006, скандий - до 0,003. Минимальные концентрации элементов приурочены к зоне трещиноватых русавкинских карбонатов и развития средней песчаной щелковской пачки. Амерьевская толща представлена в южной части доломитами, к северу с постепенным замещением известняками.

Иногда в толше наблюдаются прослои серовато-желтых грубозернистых песков, плохо отсортированных, полимиктовых. Состав, %: обломки карбонатов-64,2, глауконит - 14,3, полевые шпаты - 8,5, халцедон - 7, кварц -6, тяжелая фракция 3,15, представлена мусковитом. Аномальные содержания микроэлементов в породах толши прослеживаются над зонами дробления подстилающих пород, %: марганец - 0,1-0,3, никель - 0,001-0,002, титан -0,01-0,03, ванадий-0,001-0,003, цирконий-до 0,03, медь - 0,006-0,08, свинец

- 0,001-0,006, цинк - 0,1, галлий - 0,002. Малинниковская толща сложена глинами пятнистой окраски, слюдистыми, алевритистыми. Павло-во-Посадская толща сложена доломитами с прослоями известняка и редкими

прослоями красных и зеленых глин. Местами породы сильно кавернозные и окремненные.

3. Оренбургский ярус распространен в северной части района и

обнажен на небольших участках в районе Ногинска-Орехово-Зуево. Представлен доломитами или сильно доломитизированными известняками с незначительными прослоями фузулиновых известняков.

• Юрские отложения в районе распространены почти повсе-

местно и представлены снизу вверх морскими - келловейский, оксфордский, кимериджский, волжский ярусы, и континентальными - нерасчлененными бат-келловейскими образованиями.

1. Бат-келловейские отложения распространены в пониженных частях сильно расчлененного рельефа поверхности карбона, изредка на возвышенностях палеорельефа карбона (Гжельский район). Обнажения наблюдаются в долинах р.Пахра, р.Нара. Представлены аллювиальными серыми мелкозернистыми, иногда глинистыми разнозернистыми песками, алеврити-стыми или песчаными глинами. Пески и глины содержат остатки древесины и пирит. В северной части района (Быково, Рузский район) наблюдаются светло-серые, желтоватые, красноватые глины с включениями обугленной древесины. Над трещиноватыми зонами нижележащего карбона в верхней пачке батских глин наблюдается повышенное содержание урана (0,007-0,008%).

2. Среднекелловеский подъярус залегает почти повсеместно на сильнотрещиноватой поверхности верхнего карбона или нерасчлененных континентальных бат-келловейских отложениях. Представлен песча-но-глинистыми, иногда ожелезненными карбонатными породами буровато-желтого цвета, с большим количеством железистых оолитов, крупными конкрециями оолитового мергеля, галькой кремня и известняка в основании, реже известковым песчаником (Куровской, Виноградовский районы). В северных районах области представлен серыми и буровато-серыми, частью песчаными и мергелистыми, глинами, в Рязанской - серыми сланцеватыми глинами с редкими фосконкрециями глинистого типа с крупными конкрециями мергеля в основании. Иногда количество конкреций фосфоритов возрастает, образуя тонкие прослои (до 0,05м), быстро выклинивающиеся по простиранию. Наблюдаем следы фосфатизации отложений. Мощность отложений 1-15 м.

3. Верхнекелловейский подъярус залегает почти повсеместно на сильнотрещиноватой поверхности верхнего карбона или нерасчлененных континентальных бат-келловейских отложениях. Менее распространены, чем среднекелловейские, из-за размыва в оксфордский век. Почти повсеместно представлены серыми и стально-серыми жирными, плотными, известкови-стыми глинами с гнездообразными железистыми оолитами, крупными конкрециями оолитового мергеля и редкими желваками фосфоритов глинистого

типа. Желваки иногда окружены в быстро выклинивающиеся прослои (0,05-0,1 м) над зонами сильнотрещиноватых каменноугольных отложений листовато-слоистых с блестящей глянцевитой поверхностью глин. По мнению Семенова, Тараскиной, здесь происходит явление кливажа. Мощность отложений 5-6 м, в южной части - до 10.

4. Нижнеоксфордский подъярус распространен почти повсеместно и обнажен в долинах рек, по фауне делится на зоны (снизу вверх): Сагс1юсегаз ргассогсЫит, СагсНосегаБ согсЬшт, СапЛосегаБ гегшс1ае. Они залегают на подстилающих породах с размывом, обусловившим во многих местах выпадение из разрезов отдельных зон. Представлен серыми и черными плотными глинами с большим количеством фаунистического детрита, с присыпками порошкообразного пирита, редкими желваками фосфоритов с белесой и светло-коричневой наружной корочкой. В местах размывов желваки окружены в маломощные прослои (до 0,05 м). Мощность 10-15 м.

5. Верхнеоксфордский подъярус распространен почти повсеместно и обнажен в долинах рек, по фауне делится на зоны (снизу вверх): АшосЬоуегаБ аНегпаиБ, АшосЬосегаБ пого55е1кеп$е. На границах зон наблюдается размыв. Представлен темно-серыми и черными плотными, часто слюдистыми глинами, не- или слабоизвестковистыми. В глинах есть редкие желваки фосфоритов глинистого типа и сростки и присыпки железного колчедана. Мощность до 5-6 м.

6. Нижнекимериджский подъярус (АшоеЬосегаз кксЫ). Киме-риджский ярус распространен единично в западной части области (Наро-Фоминский район, д.Нефедово; Рузский район, обнажение на правом берегу р.Москвы против д.Игнатьево), шире - в северной. Отложения нижнего кимериджа представлены в Наро-Фоминском и Рузском районах зеленовато-бурыми глауконитовыми песками с неокатанными конкрециями темного фосфорита, в северной части области - темно-серыми плотными глинами. Фосконкреции чаще содержат обильные фосскелеты радиолярий, спикулы губок или пустоты от растворимых спикул и зерна глауконита. Зерна кварца редки. Мощность в западной части области - 0,2 м, северной — до 14.

7. Верхнекимериджский подъярус (Асе1асо5ГерЬапиБ рБсш^опи^аЫИБ) сохранен на меньшей плошади, чем нижний. В основании трансгрессивно налегающих на кимеридже волжских отложений верхней юры берриасского, валанжинского и барремского ярусов нижнего мела наблюдаются конкреции фосфоритов с обломками ядер верхнекимериджской фауны, указывающие на размыв верхнего кимериджа. Часто отложения полностью размыты, представлены в районе серыми с зеленоватым и синеватым оттенками, богатыми глауконитом (55-85%) глинами. Мощность в северной части района составляет 2-4 м, южной - до 0,6.

8. Волжский ярус залегает на размытой поверхности оксфорд-

ских, реже кимериджских пород. Распространен в районе в границах: от широты пос. Серебряные пруды на юге до гг. Егорьевск-Орехово-Зуево на востоке и до г.Клин - пос.Вербилки на севере. В южной части района отложения интенсивно расчленены эрозионной сетью на отдельные изолированные площади, в северной почти не изрезаны долинами рек. Часто волжские отложения считают фосфоритоносными.

В период 1967-73 гг. при участии Голоскокова И.В. и других исследователей выяснено, волжские отложения представлены нефосфатными или слабо фосфатными переслаивающимися песками и глинами. Пески темно-серые, почти черные, мелко-, среднезернистые, кварцевые, в разной степени глинистые, слюдистые. Глины темно-серые, почти черные, жирные, плотные, неизвестковистые, иногда с мелкими гнездами ярко-зеленых глау-конитовых песков. Волжский возраст отложений установлен по данным изучения фауны и микрофауны, минералогического коррелятивного анализа иммерсионным методом, споро-пыльцевого анализа и положению в разрезе. Фосфатонакопление происходило на определенных участках с высокой интенсивностью, приводившей иногда к формированию крупных месторождений. Волжский ярус вследствие обилия фауны и ее лучшей сохранности (фосфатизация раковин предохраняет от растворения). Мощность волжских отложений от 0,8 на юге до 20-30 м и более на западе и севере.

Средневолжский подъярус хорошо изучен в пределах высокой фос-фатизации пород. В отложениях выделены фаунистические зоны (снизу вверх): ОогБор^пИез рапс1еп, У^аМеБ у^аЩБ, Ерм^аМеБ шкШш. Последовательность в залегании зон часто не сохранена. Даже на близких расстояниях происходит выпадение из разреза отдельных зон или изменение строения. Полнее разрезы наблюдаются в окрестностях г.Москвы. Мощность до 7-8 м, в южной части района сильно сокращается из-за частого выпадения нижней и верхней зон, фациальной изменчивости пород по простиранию. Эогзор^пЬеБ рап<]еп имеет в наиболее полном разрезе трехчленное строение. В нижней части залегает маломощный (0,05-0,15м) фосслой, представленный черными желваками фосфоритов, сгруженными в глинистом кварц-глауконитовом песке, иногда в глине. Выше залегают глины черные, иногда с зеленоватым оттенком, микрослоистые, иногда сильно рассланцованные (представлены тонкоплитчатыми сланцами) с обильной раздавленной фауной по плоскостям напластования. Рассланцованность иногда не горизонтальная. Мощность глин в районе Егорьевского месторождения до 0,2-0,7 м, севернее до 0,7, редко до 2. Выше залегает фосслой мощностью 0,15-0,3 м, представленный желваками фосфоритов зеленовато-, буровато- и темно-серого цветов в темно-зеленом кварц-глауконитовом глинистом песке. Такое строение подъяруса наблюдается в некоторых месторождениях в прибортовых, прилегающих к поднятиям,

участках отрицательных структур. Сильная рассланцеванность глин приурочена на них к флексурообразным перегибам нижележащих каменноугольных пород, интенсивно раздробленных.

Отложения трехчленного строения иногда содержат фауну Virgatites virgatus, трехчленное строение нижней части фоссерии не говорит об обязательном отнесении отложений к Dorsoplanites panderi. В Virgatites virgatus отложения распространены чаще. Они залегают с резко выраженным размывом на породах Dorsoplanites panderi или нижележащей юре. Основание зоны сложено зеленовато-серым и темно-зеленым кварц-глауконитовым песком или темно-серой с зеленоватым оттенком глиной мощностью 0,1-1,2 м. В песке рассеяны мелкие серовато-бурые конкреции фосфоритов. Выше залегает фосслой Virgatites virgatus, представленный серовато-зеленым кварц-глауконитовым песком с большим количеством конкреций фосфоритов. Зотов в слое обнаружил мелко-кремневидные буровато-красного оттенка образования из опала, халцедона и аутигенного кварца. Над фосслоем залегает толща темно-зеленых, иногда почти черных плотных алевритистых глин, в основании которых часто наблюдается прослой обильного перламутрового детрита

Разрез заканчивается толщей темно-зеленых зернистых кварц-глауконитовых глинистых песков. Мощность зоны в южной части района достигает 0,2-0,5 м к северу, к западу - 4-5 м в районе г.Ногинска, на западе области - 13-15. Фосслой Dorsoplanites panderi и Virgatites virgatus в южной части района иногда сливаются в один. Epivirgatites nikitini имеют отложения в виде зеленовато-серых или темно-зеленых мелкозернистых кварц-глауконитовых, в разной степени глинистых, песков, иногда сцементированных в рыхлый песчаник, с редкими желваками фосфоритов. Фосфориты здесь песчаные с шероховатой неровной поверхностью. Мощность в районе Северского месторождения до 0,15-0,3 м, Егорьевского - 1,5, на западе и севере бассейна - до 3-4 м. Средневолжские отложения наблюдаются в центре района, где расположены месторождения фосфоритов. В южной части (р.Жемма) отложения представлены черными глинами и темно-серыми кварцевыми песками без следов фосфатизации, на севере - слабофосфатными глауконитовыми и кварцевыми песками и темно-серыми, почти черными глинами с маломощными прослоями слабо сгруженных фосжелваков, на самом севере района резко рассеяны в породе.

9. Верхневолжский подъярус наиболее сохранился в Воскресенском, Бронницком, Раменском и Подольском районах, окрестностях г.Москвы. Делится на зоны (снизу вверх): Kashpurites Hilgens, Craspedites sulditus, Craspedites nodiger. Kashpurites fulgens представлена темно-зелеными мелкозернистыми кварц-глауконитовыми песками с желваками фосфоритов. Крупность песков немного возрастает по сравнению с нижележащими песками

Epivirgatites nikilini, как содержание желваков. Мощность зоны в районе Се-верского и Егорьевского месторождений менее 7 м, к северу — более. Craspedites sulditus представлена желваками фосфоритов, в разной степени сгруженными в песке зеленом и темно-зеленом, кварц-глауконитовом и фосфоритовым, иногда конгломератовидных фоспесчаниках. Craspedites nodiger встречаются редко. Они делятся на нижнюю (Craspedites mosguensis) и верхнюю (Craspedites nodiger) подзоны.

Отложения нижней подзоны представлены песками с желваками фосфоритов или фоспесчаниками зеленовато- и ржаво-желтыми глаукони-то-кварцевыми, реже грубозернистыми. Мощность подзоны 0,1-1м. Отложения верхней подзоны представлены светло-серыми, иногда почти белыми кварцевыми песками с конкрециями песчаников. Мощность подзоны до 32 м. Разрез верхневолжских отложений наблюдается в центре района. Южнее отложения представлены песками темно- и зеленовато-серыми кварцевыми и глауконито-кварцевыми, темно-серыми глинами. В них нет фосфатизации.

В северных частях района фосфатизация уходит под верхневолжские отложения. Породы Craspedites nodiger, имеющие в пределах месторождений промышленную фосфатизацию, замещаются зеленовато-серыми мелко-, среднезернистыми слабофосфоритовыми кварц-глауконитовыми песками, далее на север чистыми кварцевыми песками мелко-, среднезернистыми, частично неправильно косослоистыми.

• Нижнемеловые отложения представлены берриасским (ря-

занский горизонт), валанжинским, готеривским, аптским, альбским ярусами.

•S Нижнеберриасский подъярус. Берриасский ярус распространен уже, чем волжские отложения, развитие получил на правобережье р.Оки. На остальных площадях сохранился отдельными пятнами. Залегает на волжских или оксфордских породах с размывом. По комплексу фауны отложения делятся на подъярусы: нижний (Riosanites liasanensis Vener em Nik) и верхний (Surites trikurnianus Bog). Отложения на правобережье р.Оки (южная часть района) представлены серовато-зеленым или зеленовато-бурым глауконито-вым фоспесчаником или конгломератом мощностью 0,4-0,9 м.

В северо-западном направлении вверх по течению р.Москвы от ее устья прослеживается фациальное изменение подъяруса. В разрезе в верхней части появляется прослой не- или слабофосфатной зеленовато-серой, буровато-зеленой песчаной глины с обильными железистыми оолитами. В нижней части подъяруса залегает фосслой или рыхлый фоспесчаник. Постепенно к северу (Новоселковский участок Егорьевского месторождения) мощность прослоя глины возрастает, фоспесчаник выклинивается. Севернее в районе р.Воря Щелковского района отложения подъяруса представлены песча-но-глинистыми породами с обломками кварцевого песчаника. Иногда песчаник пятнами фосфатизирован. Мощность до 1-1,2 м.

Верхнеберриасский подъярус. Зона 5игке5 ^¡кштапиБ залегает на породах нижележащей зоны или юры и представлена на правобережье р.Оки зеленовато-серым или зеленовато-бурым фоспесчаником мелко- или разнозернистым глауконитовым. Верхняя часть зоны иногда представлена зеленовато-желтым и серовато-желтым среднезернистым кварцевым слюдистым песком, в нижней части песок становится глауконито-кварцевым, к северо-западу в районе с.Липицы Серпуховского района глауконитовыми песками мощностью 0,5м с конгломератовидным песчаником в основании. Далее на север Бигиез ШкигшапиБ представлена песчанистым мергелем (0,3-0,5 м) с большим количеством железистых оолитов.

Валанжинский ярус залегает с размывом на берриассе или более древних отложениях. Сохранился на водораздельных пространствах. На правобережье р.Оки валанжин представлен песчаной толшей, в основании которой несколько выше подошвы на 0,5-0,9 м наблюдается прослой белесовато-серой глины с фосфоритами. В других местах правобережья р.Оки (с.Шатрицы) и по левому берегу р.Кирицы отложения представлены желтовато-серым и желтовато-бурым неоднородно зернистым кварцевым песком, где есть 1-2 прослоя песчанистых фосконкреций (до 25 см), иногда прослои фоспесчаника. Содержание Р:05 в прослоях до 15%. Общая мощность отложений валанжина до 3 м. Севернее в районе Егорьевского и Северского месторождений и районе г.Бронницы отложения валанжина представлены мелкими песчаными отложениями без следов фосфатизации.

Песчаные отложения делятся на пачки: нижняя - зеленовато-желтые, серые и темно-серые мелкозернистые кварцевые, разной степени глинистости, верхняя - светло-желтые, мелко-, среднезернистые кварцевые. В составе минералов тяжелой фракции в нижней пачке преобладает дистен и гранат, в верхней - дистен, ставролит, турмалин при довольно большом содержании граната (до 20%). Мощность валанжина на правобережье р.Москвы до 3-6 м, б районе Северского и Егорьевского месторождений - 5-7, до 25 м, в северной части бассейна - около 10.

^ Готеривский ярус. В северных районах области обнаружены конкреции серых известковистых, глауконитовых песчаников, относимых А.П. Герасимовым к готериву. Установленный готеривский возраст имеет отложения вблизи г.Москвы по р.Сходня, представленные серыми и буровато-желтыми разно- и мелкозернистыми кварцевыми слюдистыми песками. Возраст верхнеготеривский. В основании отложений залегают гальки более древних пород. Мощность отложений 1,5-10 м.

Барремский ярус распространен в центральной (на валанжи-не) и восточной (на оксфорде) части района. Представлен темно-серыми и почти черными алевритами и алевритистыми слюдистыми глинами с присыпками тонкозернистых светлых песков с редкими желваками фосфоритов

глинистого типа со стяжениями пирита. Иногда в верхней части разреза глины серые и сиренево-серые.

Иногда облик глин настолько похож на оксфордский, что при проведении ГРР бурили до них и останавливались. Считалось, фосотложений здесь нет. Реже встречаются пески темные, тонкозернистые, слюдистые. Иногда в отложениях сгруженность желваков возрастает, что наблюдаются маломощные (0,005-0,15 м) фоспрослои. В восточной части района в основании отложений наблюдается базапьный слой, где, помимо желваков баррема, есть следы размытия волжских и берриасских желваков. Мощность базальных слоев 0,2-0,3 м, реже 0,5-0,6. Промышленной ценности фосфориты баррема не имеют, реже в составе баррема встречаются пески темные, тонкозернистые, слюдистые.

^ Аптский ярус распространен севернее г.Москвы, южнее -единично. Граница с нижележащими отложениями постепенна. Представлен песками белыми, желтыми и розоватыми, мелко-, реже разнозернистыми, кварцевыми, слюдистыми, иногда с прослоями темных сажистых глин. Фос-фатизации нет. Мощность 8-9 м.

• Неогеновая система. Установлены континентальные нерас-членные отложения, расположенные в виде изолированных островков, заполняя фрагменты неогеновых долин, приурочены к переуглубленным участкам долин рр.Москвы и Оки. В последнем случае происходит совпадение неогеновой с современной долиной р.Москвы. Обнажения находятся в карьере у пос.Фосфоритный, где представлены эрозионно-акумулятивным циклом.

Породы нижнего цикла мощностью до 40 м представлены серыми, разнозернистыми кварцевыми песками, кверху переходящими в серые каолинит-гидрослюдистые глины с обильным растительным детритом. Отложения верхнего цикла, врезанные в отложения нижнего, представлены песками серыми и зеленовато-серыми с линзами темно- и зеленовато-серых глин.

В основании верхнего цикла залегают валуны и галька осадочных пород (до 15 см). Иногда есть линзы кремней в основании неогена. При разведке центральной части Егорьевского месторождения - Новочеркасского участка в его северной части обнаружены прерывистые линзы буровато-желтых кремней (1,5-2,5 м в длину и мощностью 0,3м). Здесь в фосслое У^аМеБ у^аЬк Зотов встретил яшмо-кремневидные стяжения буровато-красного оттенка, сложенные опалом, халцедоном и аутигенным кварцем.

• Нижнечетвертичные отложения (окский горизонт) сохранились в погребенных депрессиях доледникового рельефа и представлены ледниковыми, водноледниковыми песками, глинами, суглинками с валунами, галькой, щебнем карбонатных и кристаллических пород.

• Среднечетвертичные отложения распространены почти повсеместно, делятся на лихвинский, днепровский, одинцовский и московский

горизонты и представлены ледниковыми, водноледниковыми и аллювиальными разнозернистыми песками, суглинками, глинами с валунами и гальками разных пород. В местах неглубокого залегания фосфоритов содержатся желваки выветрелых фосфоритов. Содержание в породе небольшое, иногда (северо-восточная часть Егорьевского месторождения) достигает промышленных значений.

• Верхнечетвертичные отложения. В северной части района,

местах отсутствия фосфатизации, волжские породы представлены черными и темно-серыми слюдистыми глинами, пестро-серыми мелкозернистыми слюдистыми кварцевыми песками, берриасские породы - светло-серыми мелко-, среднезернистыми кварцевыми песками с серыми оолитовыми глинами. Волжские пески имеют состав, %: кварц - 91-96, полевой шпат - 0,2-2, глинистые частицы - 1-10, глауконит - 0,2-0,5, слюда - 0,1-2, акцессории (гранат, турмалин, дистен, ставролит, эпидот, рутил) - как в фоссерии, кроме наличия сфена и апатита. В черте г.Москвы единожды встречены погребенные торфяники, озерные илы, песчанистые глины и аллювиальные пески.

Современные образования представлены аллювиальными, озерными толщами и торфяниками.

1.3. Тектоническая характеристика района

Особая активная тектоника района подтверждена фациальной изменчивостью, колебаниями мощности пород, наличием размывов, конгломератов, зон дробления, рассланцованностью, брекчированностью глин, высоким содержанием глауконита в породах от процентов до образования прослоев глауконитовых песков и песчаников. Район расположен в пределах (с юга на север) северного крыла Воронежского кристаллического массива (фосотло-жения - берриасс, реже валанжин), северо-западного залегания Пачелмского авлакогена (волжские и берриасские породы - месторождения правобережья р.Оки), шириной 20-30 км, до 70 к югу (г.Сасов), и мощностью от 2,3 в при-бортовой до 4,5-5 км в наиболее погруженной части, Тумско-Шатурского выступа - западной части Токмовского свода Волго-Уральского массива (волжские и берриасские толщи, много алюмосиликата, роговой обманки, эпидота, Егорьевское месторождение), Подмосковного авлакогена (нижневолжский подъярус, фосфатизация ослабевает), центральной части Московской впадины (волжский ярус фосфатизации не имеет, кимеридж - мелкие слои), разделяясь разломами большой амплитуды (северное крыло Воронежского массива от Пачелмского авлакогена - региональным разломом северо-западного простирания, проходящим по линии Захаро-во-Зарайск-Серпухов, амплитудой до 2,2 км; параллельно в северном крыле Воронежского массива по линии Михайлов-Ртищев крупный разлом ампли-

тудой 340 м; Пачелмский авлакоген от Тумско-Шатурского выступа - региональным разломом, проходя через г.Касимов, огибая с юга и востока выступ и следуя на северо-запад до г.Серпухова).

Пачелмский авлакоген разбит поперечными разломами на грабены (Коломенский, Рязано-Мосаловский, Сасовский) и горстообразные выступы (Зарайский, Можарово-Шацкий), занимающие разную высоту со смещением 1,5-3,5 км. С юго-запада выступ граничит с Пачелмским авлакогеном, северо-востока - Подмосковным, параллельными разломами с общей амплитудой 1,4 км. От Токмовского свода выступ отделен меридиональным сбросом с амплитудой 100-200 м.

Подмосковный авлакоген - восточная часть Московской впадины и имеет субширотное простирание. В районе грабен разбит разломами северо-западного простирания с амплитудой 1-1,2 км с запада на восток на Туго-лесский грабен, Люберецкий горстообразный выступ и Павлово-Посадский грабен. Юго-запад центральной части Московской впадины граничит с юга с Подмосковным авлакогеном крупным разломом с амплитудой около 2,5 км.

Осадочный чехол Подмосковного фосрайона: южная часть расположена на северо-восточном склоне Воронежской антеклизы в пределах северо-западной части Рязано-Саратовского прогиба, северная и центральная части - в юго-восточной прибортовой части Московской синеклизы, причем центральная часть в сочленении синеклизы с прогибом. Породы осадочного чехла в пределах района имеют моноклинальное падение на северо-восток с уклоном 1,71м/км, отмечаются зоны крутого и более пологого падения, сочетание которых образует узкие вытянутые структуры 11 порядка, осложняющие моноклинальное падение пород, строение тектонически активных региональных структур, обычно ассиметричных, и представленные 1-2 линейными складками. Иногда встречаются зоны более сложного строения.

Структуры II порядка приурочены к зонам разрывов кристаллического фундамента, имеют то же простирание и расположены над зонами опущенных блоков, их крутые крылья соответствуют тектоническим нарушениям в фундаменте. Обычно структуры II порядка осложнены структурами III, IV, V порядков. В пределах Воронежской антеклизы южнее района расположена Тульско-Калужская и северная оконечность Лебедянско-Даниловской зоны поднятий, простирающейся с запада на восток на 150 км шириной 10-20 км. Зона имеет ассиметричное строение. К крутому южному крылу приурочено Кимовское месторождение (берриасс). В пределах прогиба большинство структур в виде флексур и валообразных зон унаследовали положение и простирание от разломов в кристаллическом фундаменте. Юго-западная прибор-товая часть прогиба осложняется Зарайско-Сторожиловской зоной поднятий, простирающейся между с.Мосоловым и г.Зарайском, длиной около 130 км и

шириной в средней части 10-12 км, имеющей ассиметричное строение падения слоев на северо-восточном крыле с уклоном 20-25 м/км.

К сводовой части валообразований приурочены Зарайское, Рязанское, Сторожиловское и Засечское поднятия. Фосотложения в них примыкают к более крупному юго-западному крылу зоны. Северо-восточный борт прогиба осложняется Коломенско-Шацкой, Окско-Днинской и Врахту-ро-Зубовополенской зонами поднятий. Коломенско-Шацкая зона имеет вид пологой флексуры с крупным северо-восточным крылом, опущенным в сторону приподнятого блока пород фундамента. В сводовой части приурочены Верейское и Сомовское поднятия. К крупному северо-восточному крылу Верейского поднятия приурочены фосплощади в районе р.Нары и притоков. В районе Коломенского поднятия фостолщи размыты. К крутому северо-восточному крылу Сомовского поднятия приурочены небольшие фосследы коррозии зерен кварца фосцементом. 6% платоклазов и реже калиевых полевых шпатов встречается в породах фоссерии. Глинистые минералы имеют гидрослюдисто-монтмориллонитовый состав (волжские фосотложения). Ок-ско-Цнинская зона поднятий имеет резко ассиметричное поднятие с крутым юго-западным крылом (наклон 50-60 м/км) и пологим северо-восточным. Она приурочена к тектоническому нарушению фундамента. Вероятно, она содержит фосфоритоносность.

Ерахтуро-Зубовополенская зона поднятий приурочена к тектоническому нарушению в фундаменте. В районе г.Ерахтуура она сочленяется с Окско-Цнинской зоной. На северо-восточном крыле Ерахту-ро-Зубовополенской зоны расположено Петелинское месторождение берри-асских фосфоритов. В пределах юго-восточной прибортовой части Московской синеклизы в месте сочленения с Рязано-Саратовским прогибом расположена центральная часть Подмосковного бассейна с наиболее интенсивным фосфатонакоплением (Северское месторождение и др.) трудной тектоникой - в осадочном чехле Подмосковная зона поднятий расположена по линии Подольск-Шатура с запада на восток.

Большая часть зоны приурочена к крупному разлому в кристаллическом фундаменте субширотного простирания, отделяющему Подмосковный авлакоген от Тумско-Шатурского выступа. Локальные поднятия, слагающие эту часть (Подольское, Лыткаринское, Егорьевское, Туголесское), имеют простирание с северо-запада на юго-восток - секушие к общему направлению зоны. В фундаменте Подмосковного авлакогена имеются тектонические нарушения, направление которых является секущим к разлому, контролирующему эту часть зоны. Эти тектонические нарушения прослеживаются и в пределах Тумско-Шатурского выступа. Локальные поднятия приурочены к пересечению тектонических нарушений северо-западного простирания с разломом субширотного простирания. Формирование их связано с движением

блоков кристаллического фундамента по разломам северо-западного простирания. Ряд локальных структур в северной части Подмосковной зоны поднятий приурочен к широтному разлому, ограничивающему Подмосковный ав-лакоген с севера Кудиновское, Орехово-Зуевское поднятия, формирование которых связано с движением блоков фундамента по этому широтному разлому. Локальные структуры, слагающие Подмосковную зону поднятий, имеют вид брахи- или гемиантиклиналей. Амплитуда их поднятий обычно 15-20 м. Также эта зона осложнена структурными элементами III, IV, V порядков, показывающих, что, помимо крупных нарушений, есть мелкие.

Фосотложения приурочены к крутым крыльям локальных поднятий. Так, Егорьевское месторождение примыкает к юго-западному крутому крылу Егорьевского поднятия, Виноградовское - крутому крылу Губинского, первая фосзалежь Северского месторождения, Бронницкое месторождение и перспективные площади - к крутому крылу Песковского поднятия и Бубновской флексуры, вторая залежь Северского месторождения, Кололинское месторождение и перспективные площади - к крутому крылу Городненского поднятия. К крутым крыльям Верейского и Подольского поднятий приурочены площади, выделенные в 1970 гг., частично - к северному крутому крылу Кудиновского поднятия. Маклин М.Х., 1969 г. предположил, фоснакопление происходит на конседиментационных поднятиях и поисковые работы на обнаружение промышленных содержаний фосфоритов проводились в пределах сводовых частей положительных структур, что приводило к неверным результатам. Геолого-геофизические исследования показали, максимальная фосфатизация приурочена к крутым крыльям положительных структур (зонам разломов фундамента, вплоть до волжских отложений). Над зонами разломов происходит сильная раздробленность и перемятость карбоновых пород, зеркала скольжения. При проведении электропрофилирования в западной части района (крутое крыло Тугомского поднятия) выяснено, над зонами сильно раздробленных карбоновых отложений удельное сопротивление юрских глин возрастает в 20 раз. В зонах дробления карбона наблюдается урановая минерализация (уран 0,013%), сферические вкрапления рудных минералов (пирита, халькопирита, марказита). Здесь наблюдается перекристаллизация известняков, сфероагрегаты радиально-лучистого халцедона, вторичный кварц.

Содержание микроэлементов в породах осадочного чехла над зонами тектонических нарушений (верхние юра - кливаж и карбон - разломы) в фундаменте по данным спектральных и уран-радиометрических анализов, %: Мп-следы-0,3, Ni - следы-0,01, Со - следы-0,006, Ti - 0,01-0,1, V - 0,001-0,006, Сг-0,003-0,006, Mo-следы, Zr-0,003-0,03, Cu-0,006-0,2, РЬ-следы-0,006, Ag-следы, Zn-следы-ОД, Ga-0,001-0,004, 5с-следы-0,004, Y-0,001-0,003, Sr-0,03-0,06, Ва-0,01-0,06, U-0,006-0,013. Аномальны содержания марганца, меди, свинца, цинка, урана. Изменение пород осадочного чехла (раздроблен-

ность зеркала скольжения, перекристаллизация, кливаж, характер микроэлементов) доказывает, движение по разломам происходило длительно.

Семенов А.Н., Тараскина Ф.Я., 1967 г. считали, в момент максимальной тектонической активности по разломам произошел прорыв магмы в связи с наличием в щелковской толще верхнегжельского подъяруса над тектоническими нарушениями фундамента мощных слоев аркозовых и микти-то-полевошпатовых песков и песчаников с обломками эффузивных и метаморфических пород, несущих урановую минерализацию. Характер пород не говорит о дальнем переносе, обломки эффузивных пород ззалегают вблизи от места возможного прорыва магмы, что необходимо исследовать в пересечении разломов разных направлений. Исследователи отмечали обогащение фтором артезианских вод карбона в пределах зон дробления под фосотложениями (до 5-6мг/л). На прилегающих площадях при гидрогеологической съемке аномалии нет, что свидетельствует о более спокойной тектонике соседних районов.

Выводы главы 1

1. На территории района фоснакопление происходило с келловейского века юры до барремского иека мела, интенсивно (привело к формированию месторождений) приуроченное к волжскому верхней юры и берриасскому ярусам нижнего мела, а в Брянской области оруденение приурочено к верхней части песчаной толщи нижнего и нижней части верхнего кампана. Отложения волжского и берриасского ярусов фосфоритоносны в пределах района в определенных местах. В пределах района с юга на север происходило изменение возраста фосотложений с нижнего валанжина - берриасса до кимериджа, говоря о сечении фосфоритования фациями стратиграфических горизонтов.

2. В отношении тектоники район расположен в активной зоне в месте сочленения крупных структур кристаллического фундамента, разделенного региональными разломами большой амплитуды и мелкими тектоническими нарушениями. Относительно структур I порядка осадочного чехла район расположен на границе Воронежской антеклизы и Московской синеклизы, разделенных Рязано-Саратовским прогибом. Район осложнен ассиметричны-ми структурами II, III, IV порядков, приуроченных к тектоническим нарушениям фундамента.

3. Разломы фундамента прослеживаются в осадочном чехле вплоть до юрских отложений в виде зон дробления, где наблюдается урановая минерализация, характерный набор микроэлементов, перекристаллизация и рас-сланцованность пород. Структурно разломы осадочного чехла приурочены к крупным крыльям положительных структур, местам резких перегибов пород. Максимальные концентрации фосфоритов приурочены к крутым крыльям структурных элементов, в сводовых частях структур малы или отсутствуют.

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

И РЕШЕНИЙ В ОТНОШЕНИИ ФОСФОРИТОНОСНЫХ ОБЪЕКТОВ

2.1. Геологическое строение месторождении фосфоритов

В результате проведения поисково-тематических работ 1969-73гг. для выяснения фосфоритоносности центральной части Русской платформы расширены границы Егорьевского месторождения фосфоритов, выявлены фос-месторождения и перспективные площади. Общие запасы фосруд составляют около !млрд.т. На левобережье р.Москвы расположено Егорьевское месторождение в новых границах, Виноградовское, Донинско-Гжельское, Гжель-ско-Анциферовское и перспективные площади вблизи гг.Раменское и Орехово-Зуево. Они имеют сходный геологический разрез и выделены в I группу. Промышленные фосконцентрации приурочены к волжскому ярусу и меньше к низам берриасса.

Породы фоссерии с размывом залегают на отложениях оксфорда -глинах черных, плотных, слюдистых с конкрециями пирита или марказита и редкими фосжелваками. Над зонами дробления карбоновых пород в глинах оксфорда присутствуют более плотные глинистые обломки и рассланцован-ность. Желваки черные, глянцевые, иногда с белесой мергелистой наружной корочкой толщиной 2-3 мм. На сколе желваки черные и темно-коричневые, плотные с раковистым изломом, пиритизированные. Фоссерия пород начинается на месторождениях I группы средневолжским подъярусом, разделяемого на фаунистические зоны снизу вверх - ЭогБорЬп^ез рапс!еп, У^аМеБ у^а^Б и Ерт^аМеБ шкШш. Оог5ор1агте5 рапс1еп имеет трехчленное строение. Нижние отложения - маломощный (0,05-0,15 м) фосслой, представленный желваками фосфоритов в песке или глине. Желваки черные, с глянцевой бугристой поверхностью, остроугольные, угловатые, полуокруглые, уплощен-но-округлые, крепкие. На сколе желваки темно-серые или черные, скрыток-ристаллические с раковистым изломом, поразительно похожие на сцементированные фосфатом обломки вмещающих глин. В желваках много сульфидов. По данным спектральных анализов, в них содержится, %: меди - 0,004-0,006, свинца - 0,001, цинка - 0,02, молибдена - 0,0001. Замещающая порода - песок темно-зеленый или зеленовато-серый, мелкозернистый, кварц-глауконитовый или глина темно-серая с зеленоватым оттенком обломочной текстуры.

Выше залегает прослой темно-серой или черной с зеленоватым оттенком сильно расслацованной слюдистой глины с мелкой раздавленной фауной по плоскостям напластования и редкими желваками фосфоритов, похожими на вышеописанные. Рассланцованность глин иногда бывает косая. По данным химических анализов в глинах содержится до 7% Р205. Выше глин

залегает фосслой, представленный желваками фосфоритов разных типов в темно-зеленом мелкозернистом кварц-глауконитовом песке. Желваки - фо-собломки фауны, глины и комки кварц-глауконитового песка.

Чаще нижний фослой и прослой глин отсутствуют, т.к. в результате последующего обмеления района отложения ОогБор^пиеБ раЫеп размыты и сохранились в пониженных частях подошвы фосотложений (Н.Г.Зонов, Ц.И. Уфлянд, 1938 г.). Однако, нашими исследованиями установлено, такое строение ОогеорЬпкеБ рапс!еп наблюдается не в пониженных частях подошвы фосотложений, а в местах примыкания фосотложений к крутым крыльям локальных поднятий. В пониженных частях подошвы не наблюдается одночленное строение нижней части фоссерии. Размыв затронул, в первую очередь, части бассейна осадконакопления, где наблюдается полный разрез самой нижней части фоссерии, т.к. эти поднятия сформировались в верхнекаменноугольное время. Никто не объясняет наличие сильной рассланцованности прослоя глин, иногда представленных сланцами. В местах развития расслан-цованных глин в отложениях оксфорда наблюдается брекчированность глин.

Не ясен отмеченный Зоновым в 1938 г. факт присутствия в фоскон-крециях ядер мелких «угнетенных» моллюсков, не достигших в силу особых физико-химических и биологических условий района нормального роста. Для объяснения наличия полного разреза нижней части средневолжского подъя-руса, его приуроченности к крутым крыльям локальных поднятий и «угнетенности» фауны необходимо учесть тектонические процессы в районе.

Над верхним фосслоем ОогБорЫп^еБ рапс!еп залегает слой серовато-зеленых мелкозернистых кварц-глауконитовых песков с редкими желваками фосфоритов с обильными обломками ростров белемнитов (У^а^еБ у^аШБ). Мошность слоя 0,1-0,4 м. Выше залегает фосслой, представленный желваками фосфоритов размером 2-3 см в поперечнике, редко до 6. В слое присутствуют крупные (до 25 см) стяжения кремня буровато-красного, образованные опалом, халцедоном и аутогенным кварцем. Мощность слоя 0,05-0,2м.

Над фосслоем залегает слой темно-зеленого кварц-глауконитового песка, наблюдаемого в северо-восточной части Егорьевского месторождения. В других частях он исчезает. Мощность слоя 0,15-0,6 м. Разрез зоны завершается слоем темно-серой с зеленоватым оттенком апевритистой глаукони-товой известковистой глины с примазками и гнездами глауконитового песка. Содержание Р205 в глине до 2%. В основании слоя наблюдается прослой (0,05-0,1 м) обильной фауны - аммонитов, белемнитов, пелеципод и игл ежей. Кверху глина более песчаная и постепенно переходит в кварц-глауконитовые пески вышележащей зоны.

Слой глины развит в северо-восточной части левобережья р.Москвы. К центру он постепенно выклинивается. Мощность до 1 м. Завершает разрез

средневолжского подъяруса зона Ерт^аШеэ шк^ш, представленная темно-зеленым мелкозернистым кварц-глауконитовым песком с редкими желваками фосфоритов. 3 песках содержится до 5% Р2О5. Пески залегают на породах нижележащей зоны без перерыва. Мощность слоя до 1,5 м.

Отложения верхневолжского подъяруса делятся на зоны снизу вверх -КаБЬригШеБ Ш^епБ, Сгазрес1ке5 БиЬсШеБ и СгаБресШеБ пос^ег. КаБЬригк^ез fulgens представлена в южной и центральной части темно-зелеными мелкозернистыми кварц-глауконитовыми песками с желваками фосфоритов, отличающиеся от нижележащих отложений Ерт^аШез шкШт большей крупностью материала и повышенной фосфатизацней. Концентрация желваков к кровле слоя постепенно возрастает, содержание Р^О, в породе составляет 5-7%.

В северной части площади в верхней части отложений, относимых к этой зоне, выявляется фосслой, сложенный желваками фосфоритов, сгруженными в темно-сером с зеленоватым оттенком мелкозернистом кварц-глауконитовом песке. Слой отнесен к КазИригШеБ по данным

изучения фауны и характеру связи урана с фосфором, поведению микроэлементов. С юга на север происходит сечение фосфациями стратиграфических горизонтов. Мощность отложений закономерно возрастает с юга на север от 0,2 до 3,5 м.

СгаэресМез БиЬсМеБ представлена фосжелваками, плотно сгруженными в темно-сером мелкозернистом кварц-глауконитовом песке в нижней части и фоспесчаником-плитой темно-серым с буроватым оттенком, мелкозернистым, иногда конгломератовидной текстуры, обусловленной включением желваков и обломков фосфоритов. Содержание Р203 10-19%. Мощность отложений 0,1-1,4 м, закономерно возрастая с юга на север. На фосслое зоны СгаБресШеэ БиЬсМеБ залегает маломощный (0,05-0,2 м) прослой темно-серого с буроватым оттенком глауконит-кварцевого слабофосфатного (до 7% Р205) песка с обильным содержанием кристаллов сидерита. Он четко прослеживается через все месторождения и служит границей между СгаэресМез БиЬс^ез и СгаэресЗкеБ пос^ег.

Выше сидеритового прослоя залегает желтовато-зеленый мелкозернистый конгломератовидный фоспесчаник-плита, содержащий железистые оолиты. Иногда в основании зоны залегают фосжелваки, сгруженные в глауконит-кварцевом песке. Содержание Р2О5 в слое достигает 18%. Мощность слоя 0,1-0,4 м. По мнению исследователей, проводивших детальное опробование фоссерии равноинтервальными секционными Юсм-пробами с изучением вещественного состава пород, поведения микроэлементов и фаунисти-ческих остатков, этот слой относится к СгаБресШеБ пос^ег. В самой южной части Егорьевского месторождения слой относится к рязанскому горизонту

берриасса, что связано с сечениями фосфациями стратиграфических горизонтов. Разрез завершается породами рязанского горизонта.

В южной части месторождения рязанские отложения представлены темно- или буровато-серым мелкозернистым, конгломератовидным, фосфоритовым с обильными железисто-фосфатными оолитами в нижней части зоны, маломощным (0,05-0,4 м) слоем зеленовато-серой железисто-оолитовой песчанистой глиной. Севернее конгломератовидный песчаник имеет возраст нижележащей зоны СгаБресМеБ пос^ег и лишь прослой глины относится к рязанскому горизонту, что говорит о сечении фосфациями стратиграфических горизонтов. Мощность отложений 0,4-0,7 м.

Геофизические методы выявили широкое развитие на месторождениях I группы эллювиально-остаточных фосфоритов, формируемых при неглубоком залегании пород фоссерии и представленных буровато-желтой, иногда с ржаво-бурыми пятнами ожелезнения, землистой породой, часто качественно более богатой, чем нижележащие пласты невыветрелых фосфоритов. По форме и условиям залегания этот тип фосфоритов - площадная кора выветривания, покрывающая фоссерию пород, залегающая на участках с высокими отметками. Над фоссерией пород на левобережье р.Москвы залегают с размывом толща «немых» желтовато-зеленых серых и темно-серых мелкозернистых кварцевых слюдистых песков валанжина без фауны и следов фос-фатизации. Иногда в песках наблюдается стяжение пирита. Мощность валанжина 5-25 м. Выше залегают отложения темно-серых, почти черных алевритистых глин и алевритов. Иногда наблюдаются желваки фосфоритов, черных, с глянцевой поверхностью, очень крепких.

Все месторождения имеют пластовую форму и горизонтальное залегание. В большинстве случаев сложены 2, реже 3 или 4 пластами фосруд, разделенных пачками кварц-глауконитовых песков (рис.2).

Запасы кварц-глауконитовых песков только в контуре промышленных категорий фосруд Егорьевского месторождения составляют свыше 450 млн. т, с учетом других месторождений Егорьевского фосрайона превышают 1,5 млрд.т. На базе Егорьевского месторождения работает Подмосковное объединение (ПО "Фосфаты"), выпускающее фосмуку. Ежегодно карьерами в 1980-х гг. добывалось 4,4-4,7 млн. т кварц-глауконитовых песков, которые при существующей системе отработки вперемежку с породами вскрыши используются для заполнения выработанного пространства и безвозвратно теряются.

Отработка ведется открытым способом, вскрышным и добычным забоями. Выемка руд селективная, межпластовые глауконитовые породы, являющиеся внутренней вскрышей, совместно с породами внешней вскрыши, теряются в заполнении выработанного пространства. Использование в сельском хозяйстве как: фосфат-калиевое удобрение, основной компонент орга-

номинеральных смесей (глауконит + сапропель и др.), субстрат для биорекультивации нарушенных и малопродуктивных земель.

На ПО «Фосфаты» и ОАО «Верхнекамский фосфоритный рудник» (Кировская область, крупнейшнее Вятско-Камское месторождение) руда (1 1-12% Р205 и 20-25% влаги) доставлялась до обогатительных фабрик железнодорожным транспортом, где подвергалась обогащению методом классифицирующей промывки. Получаемый кусковой мытый концентрат (20-23% Р205 и 15% влаги) накапливался и усреднялся в штабелях на складах открытого типа. Складированный мытый концентрат круглогодично перерабатывался путем сушки и размола в фосмуку. Из отходов промывки руды флотацией выделялась часть мелкозернистого фосфата, присоединяемого к муке, что повышало степень извлечения полезного компонента. На Писаревском и Шулаковском участках Унечского месторождения (Писаревский - в 14км от г.Унеча (блок Сг1, мощность полезной толщи 2,89 м / содержание Р205 -8,39% / запасы 1 1839,04тыс.т) на СЗ, Шулаковский - в 10 км (блок С,-1, 3,16/6,83/5352,43) и 25км (С2-П, 3,21/7,33/2632,69)) оруденение приурочено к верхней части песчаной толщи нижнего и нижней части верхнего кампана. Рудная залежь вытянута в субширотном направлении на 12 км при средней ширине 2 км. Оценка ресурсов была произведена по предварительным кондициям ГИГХС 1992 г. В 2008 г. ФГУП «Геоцентр-Брянск» проводил оценочные работы на комплексное фосфатное титан-циркониевое сырье. Глубина работ определена контактом песчаной толщи нижнекампанского яруса и алевритов сантона. Эта граница находится на глубинах до 20-25 м.

2.2. Вещественный состав фосфорптоносных отложений

По классификации Н.С. Шатского (1965 г.) месторождения фосфоритов Подмосковного района относятся к терригенно-глауконитовой формации желвакового типа. Фоссерия характеризуется резко отличающимися от подстилающих и покрывающих пород своеобразными чертами литологии, минералогии и геохимии осадка, сформировавшегося при активной тектонике. Фоссерия сложена кварц-глауконитовыми песками, глинами и алевритами, заключающими конкреции фосфоритов в разной концентрации и иногда маломощные (0,05-0,15 м) прослои фоспесчаников.

Мощность фоссерии 1-8 м, высокие концентрации фосконкреций наблюдаются в виде прослоев мощностью 0,05-1,5 м. Благоприятные условия осаждения фосфора в районе возникают в течение короткого времени с резким изменением геохимических условий седиментаций осадка. Подстилающие фоссерию отложения представлены довольно однородной толщей черных плотных, в разной степени известковистых и богатых органикой, глин с очень редкими конкрециями фосфоритов. Породы фоссерии покрываются

«л .г".. .;*■

ш

3,4

ЙЙ

гЗ

» < « » ч «

1

5 Г

I? ¡Л

сг

К.0

„1 .? н > ^ » * *

К. 1

Ш Щ-

Ь", ш

ш

"I 3 4 8 5"

Т-Г-Т-Т—1'

ь ц

I \

» (

\ 1-и!

Р.', ? 1 1 I 2_

л, о

Г

шьз т* а«

Рио.г. Распределение подвижных Зори {осф>р8, калия » вл1>-ынгая в Цофрптх рудах в вюаасешх их породе* Егорьевгкого месторохдеивя $ос$оратов (раарезн скважин: А - 2X0, Б - 769).

I - песок кварцевый, г - фосфоритная руда жалввковая, 3 - песок кварнево-гдаукояитовнг с хохевтю фзсфорвюв, 4 - пеоок кввр-дево-мауковитоюй, 5 - алеврит глаукошговыг, 6 - глина, 7 - глина аргяллтоводойнвя.

однородной толщей мелко-,среднезернистых кварцевых песков. Мощность отложений подстилающих (5-25 м) и покрывающих (до 30 м), литологическая однородность говорят об относительно спокойной тектонике образования.

Фосруды — скопление фосконкреций (желваков) в кварц-глауконитовом песке. Иногда концентрация желваков столь велика, что срастаются вместе, образуя фосплиту. Конкреции образованы за счет цементации фосфатом вмещающих пород. В их вещественном составе наблюдаются:

терригенные минералы (кварц, реже полевые шпаты), аутогенные не фосми-нералы (глауконит, карбонаты и др.), гидрогематитглауконитовые оолиты, фосфаты. По количественному отношению компонентов некоторые исследователи выделяют разные петрографические разновидности фосконкреций: монофосфатные, глинистые, кварц-глауконитовые, железисто-оолитовые и др.

Кварц-глауконитовые пески, разделяющие фоспласты, имеют мощность 0,1-5 м. В литологическом отношении они неоднородны. В нижней их части иногда прослеживаются прослои глауконитовых алевритов и глин (рис.2). Кварц-глауконитовые пески содержат следующие минеральные компоненты: глауконит в виде округлых или пластинчатых зерен (40-70%), кварц в виде угловато-окатанных и остроугольных зерен (30-35%), фосфат кальция в виде цемента в фосконкрециях и зерен чистого фосфата (3-17%), полевые шпаты и слюды (2-5%); в небольшом количестве пирит, сидерит и кальцит.

Т.к. часто в прослоях фосфоритов присутствует марганец, исследователи определяют его по чувствительности корреляции, коэффициент корреляции 0,73 и возрастает от 0,63 (мощность от 1,5 м) до 0,96 (5-7 м) (рис.3).

Кок»;-,-« содержания марганца и фосфора в Звоуорийюй сер;:и пород

Ё££г

14"

{', а

1-кварцев*:* весок. 2-кеавакв фосуюр'лгов в кварцевой песке. 3-*еиваки фосфоритов э гладе. 4— фосфорагна« ю-ита. &-*еяваковн» слоя в гшарцево-глаукониговок песке. 5-г-,й&рцеЕО-глаукониювый песок с желваками "рос--фор.иов. 7-еэсок кэарцево-гяауксниговвй. 8-глааа

Рис.3. Кривые марганца и фосфора в фоссерии пород

2.3. Мннералого-петрографнческая характеристика пород фосфоритовой серии

В составе фоссерии выделены аути- (фосфат, глауконит, железисто-фосфатные оолиты, органогенный кальцит, сидерит, доломит, пирит, марказит), терри- (кварц, полевой шпат, немного слюда и акцессории граната, эпидота, дистена, турмалина, сфена, апатита), гипергенные (гидроксиды железа в коре выветривания фоссерии) минералы. Фосфат выделяется в фоссерии пород в формах: замещенные органические остатки радиолярий, диатомей, копролитов, фораминифер, спикул, губок, зубов ископаемых рыб и др. (фосфат мелкокристаллический, реже аморфный); фосфатные микроконкреции, сложенные чистым аморфным фосфатом без постоянных включений; фосфатный цемент-базапьный, поровый, корковый.

В первых 2 случаях фосфат обычно аморфный, в 3-м - радиаль-но-столбчатый, крустификационно отрастает цементируемый.

Обычно фосфаты в фоссерии концентрируются в конкрециях, неравномерно сгруженных во вмещающей слабофосфатной породе. Глауконит -важнейший породообразующий минерал фоссерии. В кварц-глауконитовых песках его содержание до 60-70, фосконкрециях - 7-25%. Глауконит выделяется в форме зерен, шарообразных, размером 0,8-0,9 мм, пластинчатых 0,1-0,2 мм. Реже встречаются волокнистые разности. Под микроскопом часто наблюдают скорлуповатое строение и трещины синерезиса. Иногда на расколе зерна обнаруживают концентрическое строение, обусловленное чередованием более светлых зон с черными.

В глауконите часто наблюдают включения органики, кварца, слюд, пирита. Обычно зерна глауконита от темно-зеленого до зеленовато-желтого цветов с микроагрегатной поляризацией, при выветривании наблюдается замещение глауконита гидрооксидами железа. Железисто-фосфатные оолиты содержатся обычно в верхней части фоссерии пород до 80%. Они имеют овальную, округлую, сферическую и эллипсовидную формы и размер 0,1-0,5 мм. Ядро — зерна кварца и измененного глауконита. Оолиты имеют концентрическое строение. Число оболочек достигает 7-8. Они сложены изотропным фосфатом, гетитом, гидрогетитом. Оболочки разного минерального состава чередуются.

Органогенный кальцит наблюдается в породах фоссерии в виде обломков белемнитов, раковин аммонитов, пелеципод, брахиопод, фораминифер, реже в виде цементов. Сидерит слагает выдержанный прослой, делящий отложения СгаБресШеБ БиЬсШеБ и СгаэресШеБ пос^ег. Сидерит часто наблюдается в виде маломощных линз в нижней части верхнего фосслоя и верхней части глауконитовых песков. Формы выделения сидерита-мелкие ромбоядры и агрегаты микрозерен темно-коричневых размером 0,01-0,2 мм. Пирит и

марказит распространены широко в виде конкреций, замещенных органикой коркового цемента, присыпок и точечных включений в фосфате. Размер зерен 0,01-0,05 мм. Марказит от пирата отличен формой зерен. Кварц - широко распространенный минерал фоссерии, представлен остроугольными и угловато-окатанными зернами, иногда катаклазированными с волнистым угасанием размером 0,01-0,25 мм, редко до 0,4. Иногда наблюдаются следы коррозии зерен фосцементом. Содержание кварца фоссерии 13-96%.

Полевые шпаты и глинистые минералы содержатся в 5-6% в породах фоссерии - плагиоклазы, реже калиевые полевые шпаты. Глинистые минералы имеют гидрослюдисто-монтмориллонитовый состав. Акцессорные минералы находятся в верхневолжских отложениях, характеризуясь постоянством минерального состава тяжелой фракции (гранат 30-40%, эпидот 10-20%, дистен 10-20% и др.). Незакономерно сильно меняется содержание турмалина 5-10%, максимально на месторождении 11 группы. Силлиманит в породах волжского яруса встречен в отложениях СгавресШеБ пос%ег.

2.4. Авторское обследование фосфоритоносного района

В 1984-85 гг. Голоскоковым И.В. проведено изучение кварц-глауконитовых песков Егорьевского месторождения для оценки использования в качестве природного удобрения, что дало положительные результаты (60 проб из керна скважин диаметра 346 мм, пробуренных в центре и на северо-западном фланге месторождения). Из-за литологической неоднородности толщи отбор производился секциями длиной 0,1 м. Определялись общие содержания фосфора и калия и подвижных форм, т.к. общие содержания элементов в удобрении не говорят о возможности использования растениями. Гак, в фосмуке тонкого измельчения, доступной для растений, считается фосфор, растворимый в лимонной кислоте. Содержание лимоннорас-творимого фосфора в фосмуке стандартного помола невелико (14,1-30,4%) (табл.1). Фосмука Аксайского и Чулуктауского месторождений как удобрение не применяется из-за низкого содержания фосфора в лимоннорастворимой форме. Калий, входящий в состав многих минералов, недоступен или слабо доступен растениям, кроме «обменного» калия, трансформируемого из некоторых минералов. Исследователи отмечают высокую подвижность калия глауконитов в почвах и корах выветривания, благодаря чему из почв, развивающихся по глауконитоносным отложениям, растения легко получают необходимые количества калия.

Во всех пробах определялось общее содержание алюминия, его подвижной формы, вредной для растений и связывающей доступный растениям фосфор в труднорастворимые соли. Для проверки возможности пыления

кварц-глауконмтовых песков при транспортировке по пробам, отобранным из скв.769, произведен гранулометрический анализ.

Таблица 1.

Характеристика растворимости фосмуки стандартного помола в 2%- лимонной кислоте

№ пп Месторождение Соде ржание Р2О5, % Отношение Р205 лимоннорастворимого к общему, %

общее лимонно-растворимое

1 Егорьевское 21,37 5,3 24,8

2 Вятско-Камское 22,80 6,3 27,6

3 Полпинское 19,88 6,1 30,7

4 Кингнсепское 28,08 5,6 20,0

5 Маардуское 26,00 5,9 22,7

6 Аксайское (Каратау) 22,22 3,1 13,9

7 Чулуктауское(Каратау) 26.95 3,8 14,1

Анализ распределения в продуктивной толще Егорьевского месторождения содержаний подвижных форм фосфора, калия и алюминия наряду с детальным изучением керна скважин позволил расчленить кварц-глауконитовые пески на отдельные слои, различающиеся по литологи-ческим особенностям и агрохимическим показателям (табл.2). Количество слоев и мощность в разрезе по площади месторождения сильно меняются. В центральной части месторождения (скв.210) выделяются 3, на его северо-западном фланге - 5 слоев кварц-глауконитовых песков. В этом направлении происходит увеличение мощности. Ценность фосруд Егорьевского месторождения известна, сравнение средневзвешенных содержаний фосфора, калия и алюминия, рассчитанных по слоям фосруд и кварц-глауконитовых песков, позволило оценить перспективу использования последних. Все слои кварц-глауконитовых песков по содержанию лимоннорастворимого (доступного растениям) фосфора не отличаются от фосруд нижнего, на северо-западном фланге - верхнего пластов, используемых для производства фосмуки (табл.2). В центральной части месторождения верхний пласт содержит в 1,6 раза больше лимоннорастворимого фосфора, чем кварц-глауконитовые пески.

Таблица 2.

Распределение содержания разных форм фосфора, калия и алюминия в продуктивной толще Егорьевского месторождения фосфоритов

№ п п Описание слоев и пластов Ко л-в О пр об Мощ ностъ . м Содержание Р,0< лимон-норас-творимого. % Содержание Р20, общее, % Отношение р2о5 ли-моннорас-творимого к общему, % К20 общее, % К:0 обменное мг/100 г породы А120, общее, % А11' мг/10 0 г породы

Скважина 210

] Верхний фос- [1ЛНСТ 9 0,92 4.31 17.03 25,31 0.86 19,28 4,89 1.41

2 Переходный слой - песок кварц-глаукони товый с желваками фосфоритов 2 0,19 3,91 11,20 34,91 2,08 53,29 6,70 0,32

Верхний слой кварц-глаукони тового песка 6 0.6 2,80 4,59 61,00 3,64 60,17 7.71 0,19

Средний слой кварц-глаукони тового песка 5 0,49 2,61 4,80 54,38 3,35 56,11 7.13 0.14

5 Нижний фос-пласт 3 0,3 2,91 13,71 21,23 2,40 28,80 5,10 1.27

Скважина 769

1 Верхний фос-пласт 10 0,97 3,62 12.34 30,95 1,84 9,82 6,79 1,49

2 Переходный слой - песок кварц-глаукони товый с желваками фосфоритов 3 0,6 3,96 10,01 39.56 2,45 22,35 5,86 1.20

3 Верхний слой кварц-глаукони тового песка 5 1.11 3,69 7.16 51,54 3.05 24,61 5.73 0,47

4 Средний слой кварц-глаукони тового песка 6 1,зз 3,02 3,99 75,69 3,33 48,43 6,28 1,66

5 Слой глауко-нитового алеврита 6 1,38 1.37 1,91 71,73 3.53 46,84 7.48 1.38

6 Нижний слой кварц-глаукони тового песка 4 0,8 2,58 3,50 73,71 2,34 44,10 6,19 0,98

7 Нижний фос-пласт 1 0.13 3,79 13,25 28,60 1,50 9,00 4.87 0.61

По содержанию обменного калия слои кварц-глауконитовых песков в 4,5-6 раза превосходят фосруды (табл.3). Относительно высокое содержание К20, до 3,6%, способность глауконита трансформировать необменные формы калия в обменные свидетельствуют о большом резерве доступного калия в кварц-глауконитовых песках. Подвижный алюминий в толще месторождения 0,14-1,66мг/ЮОг породы, что ниже предельно допустимого содержания (Змг/100г породы). Получаемая при переработке фосруд Егорьевского месторождения мука содержит около 5% лимоннорастворимого Р205, что в 1,3-2 раза больше, чем в кварц-глауконитовых песках. Сравнивая общие содержания К20 и А1203 в фосмуке и рудах, видно, при переработке последних в конечном продукте уменьшаются содержания К20 и А120].

Таблица 3.

Содержание элементов, влияющих на урожайность растений, в фосмуке стандартного помола, полученной при переработке фосруд Егорьевского месторождения, %

Промышленные горизонты лимоннорастворимого Р,05 общее Отношение Р:05 лимоннорастворимого к общему К,0 общее АЬО, общее

Верхний фоспласт 5,06 20.4 24,81 0,78 4.61

Нижний фоспласт 4,9 23,32 21 0.98 4.02

В песках преобладают фракции 0,25-0,1, 0,1-0,05 и 0,05-0,01мм, в сумме 84,25-91,36% (табл.4). Пески мелкозернистые, алевритистые в основном. Средний размер частиц стандартной фосмуки, выпускаемой ПО "Фосфаты", составляет 76,8 мкм. Степень измельчения муки при внесении малыми дозами 30-60 кг Р205 на га влияет на урожай в первую стадию севооборота, т.к. фосфаты фракции 0,05 мм в 2-3 раза легче разлагаются на контакте растений с почвой, чем 0,5-0,17 мм. Ввод повышенных доз муки из расчета 320 кг Р;05 и более на га не сильно зависит от степени измельчения. Постепенно разлагаясь в почвенных растворах, мука грубого помола (0,17-0,5 мм) отдает фосфор растениям несколько лет. Исследования раскрывают возможность утилизации кварц-глауконитов. Учитывая нестойкость глауконита и высокую подвижность в нем калия в поверхностных условиях, значительное содержание в кварц-глауконитовых песках лимонно-растворимого фосфора, представляется реальным использовать без переработки как природного фосфор-калиевого удобрения. Из-за более низкого содержания лимоннорастворимого фосфора и большей крупности зерен фосфата в кварц-глауконитовых песках по сравнению с выпускаемой фосмукой, доза внесения должна быть в 1,3-2 раза выше.

Таблица 4.

Результаты гранулометрического состава пород продуктивной толщи Егорьевского месторождения фосфоритов по скв.769

№ (1 п Описание слоев 11 пластов Кол -во про б Мощи ОСТЬ, м Выход фракций в % по весу, мм

-1+0,5 -0.5+0. 25 -0.25+ 0,1 -0.1+0.05 -0.05+ 0,01 -0.01 + 0.005 -0.005 +0,001 -0,001 -0.25+ 0,01

1 Верхний фоспласт 10 0.97 13.32 21 35,74 8.40 17,34 1.70 2.20 0,46 61,46

2 Переходный слой -песок кварц-гл ауконн-товый с желваками фосфоритов 0.6 8.1-1 ] 6.5-1 53,70 5.96 11,46 1,20 2.60 0,45 71,12

5 Верхний слой -песок киарц-гл аукопп-товый 5 1.11 0.07 7,-11 57.87 10.64 17,77 2.01 2,40 0,78 86.48

4 Средний слон -песок кварц-гл яукони-товын 6 1.33 1.21 '/.21 62.34 8.65 13.26 1.87 2,52 0.68 84.25

5 Слон глауко-ннтовых алевритов 6 1.38 Гранулометрический анализ не проводился

6 Нижний слой -песок кварц-гл аукони-тоеый 0.80 1.63 2.71 41.98 34.42 14.96 1.60 2.10 0.65 91. 36

7 Нижний фоспласт 1 0.13 13.88 13.28 19.00 20,00 29.64 2.00 2.00 0.1 68, В4

Дозы фосфоритования определяются характером почв (супесчаные, суглинистые, тяжелосуглинистые и др.), содержанием подвижного фосфора. Оптимальные дозы внесения фосмуки (ВНИПТИХИМ): при содержании подвижного фосфора на 1 кг почвы до 25 мг (очень низко) - 480 мг/га, 25-30 (низко) - 360, 50-100 (средне) - 240. Потребность РФ в фосмуке при 5-летнем цикле фосфоритования 3,26млн.т. Р205, в т.ч. для Нечерноземной зоны 1,23. В начале XX в. Д.Н. Прянишников ориентировал на широкое использование фосмуки. В 1930 и послевоенные 1950-1960 гг. функционировало около 30 предприятий. Ее производство развивалось на базе Егорьевского, Вят-

ско-Камского и Полпинского месторождений. В середине 1980 гг. производство и использование фосмуки превысило 1млн.т/год. Расчетная потребность приведена в табл.5.

Таблица 5.

Потребность в фосмуке ЦФО

Область Сельхозу-годия, тыс га Пашни, тыс.га Расчетная потребность в фосмуке ЦФО (тыс. т. Р;05)

Сельхозугодия и пашни в т.ч. пашни

Ярославская 723 489 59 24

Костромская 473 449 46 22

Ивановская 587 398 50 20

Владимирская 627 326 47 15

Калужская 642 597 61 29

Смоленская 1286 1001 1 16 51

Московская 317 230 24 10

Тульская 1138 862 93 39

Рязанская 1796 1269 167 65

Брянская 959 567 74 25

Орловская 1380 1102 118 52

Тверская 963 764 81 36

Всего 10891 8054 936 388

В условиях финансового кризиса реальный путь удовлетворения потребностей предприятий сельского хозяйства в органоминеральных удобрениях - организация крупных производств и создание местной базы агроруд. Одно из направлений - производство фосмуки, фосмелиорантов и глаукони-товых добавок на средних и мелких месторождениях желваковых фосфоритов, кварц-глауконитовых песков, торфовивианита и вивианитового торфа.

В платформенных месторождениях желваковых фосфоритов одним из главных минералов является глауконит, содержание которого в фосрудах до 40%, и разделяющих пласты фосруд песках, алевритах и глинах - до 80.

В начале 1920 гг. комиссия АН СССР по изучению естественных производительных сил обследовала глауконит как потенциально ценное сырье, учитывая возможности, определила как «ископаемое будущего». До 1950 гг. на базе Егорьевского месторождения желваковых фосфоритов (с 1922 г.) работала фабрика, выпускающая глауконитовый концентрат, который под названием "неопермутит" поставлялся в котельные как смягчитель жестких вод и легкую промышленность для обработки шерстяных тканей перед окра-

ской. Позднее в связи с переводом железных дорог на электрическую и тепловозную тягу, ликвидацией мелких электростанций, использованием в легкой промышленности других реагентов, спрос на неопермутит снизился и производство прекращено. Сегодня применения в РФ нет. Исследования возможности комплексного использования фосфат-глауконитовых пород Егорьевского месторождения начаты МГГЭ в 1985 г. (Голоскосков).

В 1930 гг. были изучены возможности утилизации переработанной низкокачественной фосмуки, получаемой классифицирующей промывкой, в сельском хозяйстве, когда начиналось освоение месторождений апатит-нефелиновых руд Хибин. Применялась сернокислотная переработка в ЭФК и аммофос шихты из высококачественного апатитового концентрата (39-40% Р205) и фосмуки. Была изучена возможность и экономическая целесообразность добавления к апатитовому концентрату фосмуки - до 10-20% от общего Р205 в шихте. Существует другое направление, основанное на глубоком обогащении первичного мытого концентрата для получения более качественного фоссырья для производства водно-растворимых и сложных удобрений самостоятельно (без шихтовки с апатитовым концентратом). При различии состава и технологических свойств руды Егорьевского и Вят-ско-Камского месторождений они обладают сходными характеристиками обогатимости. Изучение состава руд и продуктов их обогащения позволило установить причины ограниченных возможностей получения высококачественного фоскинцентрата: в фосвеществе более 25% фосфора изоморфно замещено углеродом и серой, что снижает содержание Р205 до 33% против 42 в фторапатитс; микроагрегаты мельчайших кристаллов фосфата загрязнены включениями глауконита, пирита, гидроокислов железа, что снижает содержание Р2СК в фосзернах концентратных фракций до 28-29%. Фосвещество Егорьевского и Вятско-Камского месторождений, выделенное гравитационным методом из фосфорита, измельченного до 0,1 -0,15 мм, имеет состав, %: Р205 - 28,6, С02 - 5,6, Б - 3,2, и.о. - 3,4, 503 - 1,3; фосминерал, глауконит, глинистые минералы, гидроокислы железа содержат 2-20% воды, что приводит при измельчении мытого концентрата к образованию устойчивых гидрофильных шламов, затрудняющих процесс флотации и операции обезвоживания продуктов обогащения; железистые минералы находятся в виде очень мелких прорастаний с другими, прежде всего фосминералами, для отделения физико-механическими методами обогащения требуется тонкое измельчение фосфорита, осложняющее процессы обогащения.

Эти особенности состава руды делают почти невозможным физико-химическими методами обогащения - флотацией и магнитной сепарацией получение концентрата с содержанием более 27-28% Р205. Наиболее эффективной, с точки зрения качества концентрата, является технология глубокого ■

обогащения мытого фосконцентрата с применением обжига, изменяющего состав и свойства минералов, слагающих фосфориты.

Фосзерна - агрегаты мельчайших кристаллов фторкарбонатапатита. Промежутки между пучками этих кристалликов заполнены органическим веществом, пигментным глауконитом, чешуйками гидрослюд, пиритом. При обжиге последовательно теряется гигроскопическая и кристаллизационная вода, органическое вещество, карбонатная двуокись углерода, часть фтора и сульфидная сера. Выделение воды из фосфата начинается при 100°С и заканчивается в температурном интервале 400-500°С. При 500°С окисляется пигментный глауконит, разрушается пирит с образованием гематита. В области температур 300-900°С происходит выгорание органики. Фтор начинает выделяться в газовую фазу при 700°С. Затем происходит декарбонизация фос-минерала с выделением двуокиси углерода, образуется минеральный комплекс типа фторапатита. В процессе обжига из глауконита в 2 стадии (150-200 и 500-600°С) выделяется вода, структура минерала необратимо меняется. Низкотемпературная стадия разложения карбонатов (200-300°С) соответствует распаду сидерита, высокотемпературная (800-900) - диссоциации кальцита с образованием свободного оксида кальция. При обжиге мытого фосконцентрата выделяется около 10-12% по массе газовых компонентов (летучих), включающих: С02 (распад фосфата, сидерита и кальцита, сгорание органики), Н20 (дегидратация минералов), Н25 и 503 (распад пирита), частично Р (распад фосфата). За счет удаления летучих веществ содержание Р205 повышается примерно на 2-3, в фосфракциях - до 31-32%. Перекристаллизация фосмине-рала и глауконита приводит к повышению примерно вдвое скорости измельчения обожженного фосфорита. Питается более равномерный гранулометрический состав измельченного материала за счет возрастания доли средних фракций крупности, наиболее благоприятных для обогащения и кислотного вскрытия. Снижается гидрофильиость дисперсных (шламовых) фракций крупности, что нивелирует их негативное влияние на процессы мокрого обогащения фосфорита.

Вследствие изменений при обжиге поверхностных свойств минералов резко активируется флотация фосфата и интенсифицируются операции обезвоживания продуктов обогащения. Обжиг-флотационная технология обогащения Егорьевского мытого концентрата позволяет получать конечный продукт с максимальным содержанием полезного компонента - на уровне 30% Р205. Обжиг фосфорита изменяет технологические свойства продукта при его кислотной переработке в удобрения. Происходящие при обжиге выгорание органических примесей и удаление двуокиси углерода устраняют вспенивание в реакторе. Изменение состава и перекристаллизация фосфатного и других минералов улучшают фильтрацию нерастворимого остатка. При сернокислотной переработке обожженного фосфорита повышается качество ЭФК и

продукции - сложных удобрений. Важное значение имеют фазовые превращения, происходящие с железистыми минералами при обжиге и снижение растворимости в кислотах оксидов железа и алюминия. Первые детальные исследования проведены в 1930 гг. Казаковым А.В. В 1970-1980 гг. НИР выполнены НИУИФ Ленинградского технологического института и Таллиннского политехнического института.

Растворимость в кислотах полуторных окислов изменяется в зависимости от температуры и среды обжига. Наиболее высокая растворимость оксида железа наблюдается при температуре окислительного обжига 300-700°С (образуется тонкодисперсный гематит). При температуре выше 800°С недо-окисленные формы железа (глауконит, пирит, магнетит) превращаются в оксидную форму, преимущественно в гематит, отличающийся упорядоченной структурой кристаллической решетки, плотной гексагональной у па и отсутствием дефектов, характеризующийся наименьшей растворимостью в кислотах. Минимум растворимости оксидов железа и алюминия наблюдается при температуре окислительного обжига фосфорита 900-1000°С. Степень снижения растворимости оксидов железа и алюминия при обжиге фосфорита зависит от минерального состава природного сырья и типа применяемой для разложения кислоты (серная, фосфорная, ). Наиболее эффективна

азотно-кислотная переработка обожженных железистых фосфоритов желва-ково!к типа, обладающих высокой окисляемостью из-за содержания закисных форм железа, органики. В целях глубокого обогащения фосфоритов разработаны варианты технологических схем, базирующиеся на применении окислительного обжига мытого фосконцентрата, в ряде случаев после магнитной сепарации: для мытого концентрата Вятско-Камского месторождения самостоятельный процесс обжига, обеспечивающий получение конечного продукта, содержащего не менее 26% Р205 не более 0,1% органики, 0,5% РеО и 1% СО;, предназначенного для азотно-кислотной переработки в сложные удобрения, сочетание обжига с предшествующей магнитной сепарацией, обеспечивающее получение конечного продукта, содержащего 28-29% Р205, не более 0,1% органики, 3-4% Ре203 (в т.ч. 0,5% РеО), 1% С02, предназначенного для серно-кислотной или азотно-кислотной переработки в сложные удобрения; для мытого концентрата Егорьевского месторождения: сочетание обжига с предшествующей магнитной сепарацией, обеспечивающее получение конечного продукта, содержащего не менее 26% Р2О5, не более 0,1% органики, 0,5% РеО и 1% СОг, предназначенного для азотно-кислотной переработки в сложные удобрения; сочетание обжига с предшествующей магнитной сепарацией и последующей флотацией - обжиг-флотационная технология, обеспечивающая получение конечного продукта, содержащего 30% Р2О5, менее 0,1% органики, 3-4% Ре203 (общего, в т.ч. 1,5% РеО), 1% С02 и 6% 5Ю2, предназначенного для сернокислотной переработки в ЭФК и сложные удобрения.

Показатели обогащения мытого концентрата Вятско-Камского и Егорьевского месторождений магнитной сепарацией подтверждены испытаниями электромагнитными роторными сепараторами с высокоинтенсивным магнитным полем. За счет выделения в магнитную фракцию обладающих повышенной магнитной восприимчивостью глауконита, сидерита и других железосодержащих минералов снижается содержание в концентрате оксидов железа и алюминия, являющихся здесь вредной примесью. Предпочтителен «мокрый» процесс магнитной сепарации, сочетающийся с предшествующим процессом классифицирующей промывки руды, в результате которой получается мытый концентрат с влажностью 15%, и последующим процессом обжига, где в целях утилизации тепла отходящих газов рационально направлять материал с влажностью 15%. Для Егорьевского фосфорита наибольший эффект дает магнитная сепарация обедненной фосфатом мелкой фракции мытого концентрата - мельче 1 мм, с получением отвальной магнитной фракции. В результате магнитной сепарации исходного мытого концентрата, содержащего 20% Р205 получается полупродукт, содержащий 23,5% Р:05, близкий по качеству с мытым концентратом Вятско-Камского месторождения.

Для Вятско-Камского мытого концентрата магнитная сепарация может применяться в сочетании с обжигом, но в качестве самостоятельного метода получения концентрата с содержанием 26% Рг05, пригодного для кислотной переработки. Магнитная фракция здесь не является отвальной, ее предлагается утилизировать. Технология глубокого обогащения мытого концентрата Вятско-Камского месторождения является безотходной. Полученные в ходе испытаний схем глубокого обогащения железистых фосфоритов опытные партии концентрата разного качественного состава испытывались в процессах кислотной переработки в удобрения. Наиболее масштабными были полупромышленные испытания азотно-кислотной переработки Егорьевского и Вятско-Камского обожженного фосфорита, проведенные НИУМФ в 1980гг. с положительными результатами на установках Новомосковского химкомбината и Днепродзержинского химкомбината. Получены качественные двойные ЫР-удобрения и тройные ЫРК-удобрения. На основе экспериментальных данных были разработаны исходные данные на проектирование производства сложных удобрений - нитроаммофоски марок 17:17:17 или 22:12:12 мощностью 600 тыс. т натуры из Егорьевского фосфорита по технологии азот-но-серно-кислотного или азотно-кислотного разложения. Эти данные на промышленное проектирование полностью могут быть отнесены к переработке более качественного обожженного фосфоритного концентрата Вят-ско-Камского месторождения.

Процесс «мгновенного обжига», заимствованный из цементной промышленности, реализован на промышленных фосфоритных обогатительных фабриках в Израиле и Узбекистане.

Отличия и преимущества технологии глубокого обогащения фосруды Вятско-Камского месторождения: получение качественного фосфатного сырья, содержащего 26-29% Р205 для производства квалифицированных удобрений (альтернатива традиционному сырью - дефицитному апатитовому концентрату), получение побочного продукта, содержащего около 20% Р205 для использования в качестве фосмуки и/или производства простых удобрений в рамках региональных программ, увеличение степени извлечения Р205 из руды в товарные продукты - до 80-85%, Достигнутые в испытаниях показатели глубокого обогащения фосфоритов Егорьевского и Вятско-Камского месторождений указывают на возможность получения качественных Вят-ско-Камского месторождения концентратов, пригодных для самостоятельной кислотной переработки в сложные удобрения - без шихтовки с апатитовым концентратом. При определенных условиях не исключена шихтовка с апатитом, что даст лучший технологический эффект в сравнении с переработкой традиционной фосмуки. Выбор оптимального варианта технологии обогащения фосфоритов должен производиться на основе сквозных ТЭР (от исходной руды до конечного продукта - удобрения), применительно к условиям конкретных производств. Первые такого рода расчеты выполнялись в 1940г., когда для условий Воскресенского химкомбината сопоставлялись показатели кислотной переработки Егорьевских фосконцентратов по схемам обогащения обжигом и обжиг-флотацией.

Прямая кислотная переработка муки в концентрированные удобрения, ввиду неблагоприятного состава, невозможна. Высокое содержание оксидов железа и алюминия, при разложении переходящих в кислотную вытяжку, приводит к переводу фосфора в неусвояемые растениями формы. Присутствующие в муке карбонаты и органика вызывают образование обильной и устойчивой пены в реакторе. Алюмосиликаты в кислой среде образуют гелеоб-разный трудно фильтруемый нерастворимый остаток.

Глауконит и другие минералы-носители железа и алюминия в жел-ваковых фосфоритах обуславливают повышенное содержание оксидов железа и алюминия, что препятствует использованию фосфоритов для кислотной переработки в водно-растворимые удобрения. Известны предельные содержания Ре203 и А1203 в фоссырье для сернокислотной переработки в качественную ЭФК и удобрения: Ре203/Р205 х100<8, (Ре203 + А1203)/Р205 х100<12.

В Вятско-Камских и особо Егорьевских фосфоритах содержания оксидов железа и алюминия превышают указанные выше нормативы. Предельные содержания в фоссырье оксидов железа и алюминия могут иметь большие значения при других вариантах кислотной переработки, после обжига фосфорита, снижающего растворимость в кислотах минералов-носителей полуторных окислов. Состав мытой Егорьев'ской/Вятско-Камской муки, %: Р205 - 20,5/23; СаО - 32/38,2, БЮ, -17,2/13, Ре2Оэ (без пиритного Ре) - 8,5/4,5 (в

т.ч. РеО - 4/3,3), А1203 - 3,2/2,5, Г^О - 1/0,8, Р - 2,3/2,4, СО, - 5,1/4,9, Ре52 2,6/2,1, БОз - 0,8/1, Ыа20+К20 - 1,4/1,6, Сорг - 0,8/1, Н20 - 4,4/4,7.

Схемы глубокого обогащения фосруд приведены на рис. 4,5.

Мшь'';.!> •-•.•.ни,

\ ЧМ

' ЧЕЙ.?'1.!' ; ¡<<)!

От-шмспй'"" ёмка.........11*лмчь_1;.' ■

п. М-р ;.'( г/ '

ДроС>«вяе »■'.Ь'рнчи.-ч !ф»ыывка

:о-1 им и.Л'-Ол

'иП :

Мапишш.ч ссга[м:ц!л

■¡М-! !

I :о'

УШС А

06.И1Г ОК1Ц'ЛШ",ЛЬШ.Ш

Щ> 1

. Ь)| ||

¡•¡»вм:

- 191.0

©

■ :.о!з;.о

! М\"ДМ

.¿211

И'гМеЛЬЧСШК. фтогашся

»ЯЦЖГрЯТ I ПЛИ - - ПрЧИ'ЮОЖГОО

:.41миы.\ удобрений J [_ «''тх-'д;

Рис.4. Схема глубокого обогащения мытого концентрата Егорьевского месторождения

Рис.5. Блок-схема возможных вариантов глубокого обогащения фосруды

2.5. Географическое распределение фосфоритоносности

На 01.01.2012 г. балансом по ЦФО учитывались запасы кат. ABC] -560518 тыс.т (58731 тыс.т P2Os) и С2 - 710876 тыс.т (53484). Забалансовые запасы - 723739 тыс.т (53880). Доля разведки фосфоритов 25% в ЦФО, хотя задача является первоочередной при госпланировании (в ЦФО 20 месторождений (Брянская - 2, 17,5% ЦФО / 4,9% РФ, Калужская - 2, 12,9/3,6, Курская -11, 16,3/4,6, Московская - 2, 50,6/4,2, Смоленская - 1, 2,1/0,4, Тамбовская - 1, Тульская —. 1, 0,6/0,2), из них разрабатывается 3 (Курская - 1, Тамбовская - 1, Тульская - 1) и готовится к эксплуатации 4 (Курская - 1, Тамбовская - 1, Тульская - 2). Балансы отражают современную обстановку по географиче-

скому принципу (где наиболее сконцентрированы запасы полезного ископаемого и какие месторождения отрабатываются), степени промышленного освоения (категория запасов, связанная с изученностью геолого-технологических характеристик объекта), количественному принципу (от количества зависит крупность объекта).

Таблица б.

Месторождения фосруд на территории ЦФО (на 01.01.2010 г.)

Месторождение (размер) Область Геолого -про м ыш-лснный тип Среднее содержание Р,0;. % Запасы, тыс. т Руда Р2О5 Забалансовые запасы Степень промышленного освоения

А+В+С, С,

Сожское Смоленская Конкреционный 13,84 9067 1255 255 42 22905 3726 Нераспределенный фонд

Егорьевское (крупное) Московская 13,06 227291 29682 7552 949 49061 6154

Северское 11.54 - 187448 21634

Подбужское (крупное) Калужская К. 18 41968 3432 47.492 3051 60756 2057

Слобод-ско-Которецко е(крупное) 7,89 52759 4165 9574 772 6544 506

Кимовское Тульская 10,86 3076 334 - ■ ЗАО "Це]ггрокар1»-ер"

Полпинское (крупное) Брянская 8,09 127234 10291 180197 13378 3677 230 Нераспределенный фонд

технологические отходы 205 (добыча 18) - - ЗАО «АИП-Фосфаты»

Унечское (крупное) Песча-но-зерн 7,48 - 435055 32557 - Нераспределенный фонд

Центральное (крупное) Тамбовская Конкреционный 2,87 - - 237125 5723 ООО «ГПК-Титан»

Уколовское Курская 9,23 84 16 777 - 862 84 ООО «КФК»

Ждано вс кое 7,94 7051 560 - - Нераспределенный фонд

Кошелсвское 7,8 - - 17130 1336

Красно-Пол я не кое 11,2 17990 2015 ■ -

Мармыжское 8.0 - - 64445 5156

Покровское 11,2 - 6678 748 -

Свободинское (крупное) 8,4 23981 2014 - 1202 101

Седеловское 7,0 - 18713 1310 -

Трухачевское 10,51 6639 2912 56337

698 379 5586

Тускнрскос 1кр¥пное) 9,95 27306 2716 2548 298 10385 1039

Щшровское 10,23 7740 792 - 5862 548

Таблица 7.

Прогнозные участки фосруд на территории ЦФО (на 01.01.2010 г.)

Обье кт Обласгь Геоло-го-пром ЫП1- ленный тип Категория и количество запасов(ресурсов) руды на 01.01.2010 г, млн. т Площадь, км2 Содержание Р205, % Ранжирование по очередности ГРР и освоению Мош ность вскр ыши/ полезной толщи, м

Автор ские Утвержденные

Прогнозные участки, утвержденные МПР в 1998 г.

1>ю-хоно Брянская облаа ь Уие-ча-Крапившн; кая зона Унсчскос рудное поле Песча-но-зерн Р,-989,735 223.7 Р;0., 6,79 % Ильменит 9,7; Лейкоксен 4,3, Рутил 2,6; Циркон 1,1 кг/т 1 2,6 8

Ли- товс к Брянская область Уне-ча-Крапивинс кая зона Унечское рудное гюле Р, -670,824 160,92 Р205 6,29 % Ильменит 12,4; Лейкоксен 7,9, Рутил - 3,4; Циркон 1,5 кг/т 2 2,5 8

Ниж нее Брянская область Уне-ча-Крапивинс кая зона Стародубское рудное поле Р,-277,429 55,373 Р:056,19; ТЮг 1,21; гю2- 0,057% 3 11,927,8, 1-5,5

Великая То- Брянская область Стародубское рудное поле Р.-1444,873 Р;05 6,57; ТЮ/'1,21; 0,057% 3 13-80 ,6 1-5

паль

Шапочка Брянская область Унечское рудное поле Р,- 185,932 40,22 Р;05 6,5; ТЮ2 0,44, гю2 0,023% 3 3,3 -27,9, 0,9 -6,5

Песк н Брянская область Унечское рудное поле Р; - 57,097 13,150 Р;С>5 6,5: ТЮ2 0,268; 7.10 2 0,016% 2 11,3 2,6

Ладейное Брянская область Стародубское рудное поле Р, -77,732 34,595 4,122 3 17-40

Блок Брянская область Стародубское рудное поле Р| -461,054 98,6 6,47 3 83,2 2,8

Блок Р,-У Брянская область Крапивенское рудное поле Р. -535,732 242,0 6,5 3 98,9 3,8

Прогнозные участки, не утвержденные МПР

Заре-чми-ский Московская область Рт -76,9 136,8 12,3 3 5-29 0,3-0, 8

Ново-сел-ков-ский Московская область Р2-27,4 37,0 12,3 3 16,030,1 0,83

Крыт ово Московская область Конкреционный Р,- 24,2 37,6 13,05 3 27,7 0,72

Крое кий Тульская область Кимовского район в 90 км и 15 км на ЮВ от областного и районного центров г. Тула п г. Кпмовск Р, - 3,52 1,873 7,22 1 4,6 1,23

Огор ьски й Калужская область Жиздринский Р,- 16,8 12,01 6,3 1 0,2-1 5 0.97

район в 140 км от г. Калуги, к 101-у от л Огорь. в окрестностях д.л. Ску-рынск, Куликово, Коро-бино

Крас ное Рязанская область Р,-10, 2 5,6-12,7 2 7,5-1 8,7 0,4-3, 2

2.6. Отходы фосфоритов

Проблема складирования отходов, захламления территорий, порой ценных в сельскохозяйственной значении и с точки зрения упущенных экономических выгод (в рамках реализации развития регионов - строительство новых микрорайонов, улучшение дорожной и коммуникационной инфраструктур и др.) усиливается.

Пример - ситуация в Московском регионе, когда полигоны ТБПО будут заполнены в течение нескольких лет, процесс подготовки новых карьеров под полигоны занимает не один год. Очевидно, что это приводит к росту появления стихийных свалок и принятию поспешных решений "менеджерами ЖКХ" (лизинг морально и физически устаревших МСЗ). Поскольку экологические стимулы в стране развиты слабо (крайне низкие по европейских меркам уровни штрафов, превалирование быстрых экономических результатов над долгосрочными капиталоемкими программами, невнятность экологических законов), в правительственных кругах наметилась тенденция перехода к экономической привлекательности отходов.

Речь идет о промышленных отходах, не нуждающихся в длительной переработке до конечного вторпродукта, что видно на примере пересмотра ГОСТ, ОСТ, СНиП и др. То, что сегодня обычно связывают с появлением новых технологий и упоминанием их в стандартах, позволяя перерабатывать почти любое сырье до 100%, на самом деле связано с необходимостью сделать ситуацию перенасыщения отходов инвестиционно привлекательной для среднего и крупного бизнеса.

В отношении фосотходов в ЦФО были проведены работы на Лопа-тинском (Голоскоков И.В., 1985) и Егорьевском (Лев Э.М., 1961) рудниках Московской области. По результатам работ Льва (ЦГРЭ) фосотходы можно утилизировать как фосангидрид для производства фосмуки: Поле №1 - 127,6 тыс.т руды (содержание Р205 7,69% / запасы 9,81тыс.т), №2 - 218,4 (10,5 /

22,93), №3 - 197,7 (11,13/22). Хвосты обогащения фосфоритов состоят на 10,6% из фракции +0,5 мм, 15,5% - -0,5+0,3 мм, 44,4% -0,3+0,15 мм, 18,8% -0,15+0,075 мм, 10,7% -0,075 мм. Лев предложил отмывать класс -0,3+0,075 мм, что повысит Р205 с 7 до 14,5% и с незначительными затратами на помол эфельный материал пригоден для фосмуки. По результатам работ Голоскокова выделены 2 площади отходов - Северная кат. Р, 951 тыс.т и Южная - 1877. Была пробурена 1 скважина глубиной 6,5 м в прибортовой части хвостохра-нилища №3, проанализированы 5 проб на содержание фосфора (9,45%) и калия. Лабораторными агрохимическими исследованиями установлена пригодность кварц-глауконитовых песков как минеральных удобрений 10-12 т/га земли.

Основным отходом производства ПО «Минудобрения» является фосфогипс. Отвал расположен в 200 м к ЮЗ от производства и переработки фосфогипса, на левом берегу р.Москвы, между р.Москвой и правым притоком

- р.Медведкой. Отвал резко выделяется в рельефе в виде горы высотой 60 м. Основная часть находится в пределах выработанного карьера известняка глубиной до 10-15 м, который ранее служил городской свалкой. Складирование отходов ПО «Минудобрения» начато с 1931 г. Количество вывозимых отходов нарастало от 1 (1932 г.) до 21 млн.т. (9,4 млн.м3) в 1986 г.

Фосфогипс состоит из гипса с примесью фосфата кальция, неразло-жившегося апатита, кремнезема и полуторных окислов. По данным ПНИИИС, фосфогипс характеризуется составом (% на сухую навеску), %: СаО - 39-40, 503 - 55-60, Р205 - 1,1 -1,5 (в т.ч. воднорастворимый 0,3-0,5), Ре203 - 0,08; А1203

- 3,0; Р - 0,3-0,5; К - 0,11; 1МаО - 0,03. Анализы ИГЕМ АН СССР показали, фосфогипс содержит (в мг/1 ООг): М§ - 90; Бг - 3000; Ва - 30; - 90; "Л - 100; Мп

- 30; Си - 1; V - 3,0; В1 - 3; .1 - 60; Ьа - 100; Се - 900, и может служить сырьем для извлечения редких и рассеянных элементов.

Анализ водных вытяжек из фосфогипса показал, в процессе складирования меняется состав воднорастворимых компонентов. Свежий фосфогипс содержит больше растворимых соединений, низкие величины РЬ свидетельствуют о наличии свободных кислот - серной и ортофосфорной. Основные растворяющиеся компоненты представлены сульфат-ионом, кальцием, орто-фосфатом и фтором. Эксперимент выявил высокую скорость растворения фосфогипса. В течении 15-30 мин. завершается переход в раствор основной части компонентов. Фосфогипс - поликристаллическая порода серовато-белого цвета с шелковистым блеском и слабым специфическим запахом. Основным компонентом является мелкокристаллический гипс. По данным ПНИИИС, содержание примесей (неразложившийся апатит, окись фосфора, кальций, кварц, слюда, глинистые минералы) обычно не превышает 5-8%. Крупные кристаллы фосфогипса длиной 0,1-0,2мм составляют 20-30% общей массы. Фосфогипс складируется в отвалы с влажностью 30-50%. Влажность и

объемный вес скелета образцов изменяются широко: влажность при 50°С 11,1-38,4%; объемный вес скелета 1,17-1,45 г/см3; степень влажности - 0,4-0,9. Фосфогипс с течением времени уплотняется, в течении первых 5-6 сут. быстро. В результате уплотнения отвалы дают усадку и растрескиваются. Ширина трещин на поверхности отвала до 5-20см, протяженность - до нескольких м. Коэффициент фильтрации фосфогипса зависит от степени уплотнения (свежеотсыпанный - 1-3 м/сут, подсохший трещиноватый - 3-10). Для слежавшегося фосфогипса отмечается увеличение прочностных и деформационных характеристик с глубиной. На уровне наивысшего стояния грунтовых вод наблюдается резкое снижение показателей, что связано с процессами частичного растворения и суффозии. Использование фосфогипса в сельском хозяйстве и цементной промышленности эффекта не дали, вопросы более глубокой его переработки на кондиционные продукты остались непрорабо-танными. В «Минудобрения» фосфогипс перерабатывался в кондиционный продукт - гипсовое вяжущее.

На отвале фосфогипса в 1986 г. МГРЭ проведены топографические и буровые работы с целью определения объемов и качества фосфогипса на всю мощность отвааа. 12 скважин 511,7 п.м метражем и глубиной 27,7-62 м бурились станком УГБ-1ВС колонковым способом. Мощность полезной толщи 40,7 м. Средняя площадь отвала равна 230462 м', объем фосфогипса - 9379803 и'. Вес скважины опробованы на всю мощность толщи с интервалом 5м (100 проб), по которым выполнен спектральный анализ. В пределах чувствительности метода не обнаружены элементы: Бс, Щ Та, БЬ, В1, Аб, С(1, ве, Zn, Ве, Сс1, и, 1 Ь, Ли, Р1\ Т1. Наивероятной областью использования отходов является сельское хозяйство (гипсование солонцовых почв). Потребность в них возрастает, особо в южных районах России.

Выводы главы 2

1. Наиболее крупные фосфоритовые месторождения — Егорьевское и Северское. В связи с этим, стоит распределять концентрацию систем инфраструктуры, делать ставку на высококачественное сырье, а также возможные варианты утилизации низкокачественной фосмуки в радиусе 10-30 км от этих объектов, т.к. это расстояние логистически оптимально.

2. Все месторождения имеют пластовую форму и горизонтальное залегание. В большинстве случаев сложены 2, реже 3 или 4 пластами фосруд, разделенных пачками кварц-глауконитовых песков. Это облегчает разработку месторождений.

3. Перспективные площади и участки необходимо довести до категорий промышленного освоения, что позволит рассмотреть отдельные локации фосфоритов как части целой рудоносной структуры.

4. Глауконит, фосфогипс, мелкоизмельченные отходы фосмуки имеют порой содержания, сравнимые с первичными коренными отложениями или превышающие их. Лабораторными агрохимическими исследованиями установлена пригодность кварц-глауконитовых песков как минеральных удобрений в количестве 10-12 т/га земли. При создании атласа техногенных отходов фоссырья возможно эффективнее и быстрее выстраивать инфраструктуру для их отработки после проведения необходимых анализов, под-твердающих рентабельность проектов. В отношении фосотходов в ЦФО проведены работы на Лопатинском (Голоскоков, 1985) и Егорьевском (Лев, 1961) рудниках Московской области. По результатам работ Льва (ЦГРЭ) фосотходы можно утилизировать как фосангидрид для производства фосмуки. Можно отмывать класс -0,3+0,075 мм, что повысит Р2С>5 с 7 до 14,5% и с незначительными затратами на помол эфельный материал пригоден для фосмуки.

ВЫВОДЫ

1. Наиболее продуктивные толщи фосфоритов желвакого типа присущи волжскому верхней юры и берриасскому ярусам нижнего мела, а в Брянской области - верхней части песчаной толщи нижнего и нижней части верхнего кампана, что характерно для районов с активной тектоникой.

2. При оценке расположения объектов фосфоритового сырья очевидно, что Подмосковный фосфоритоносный бассейн является не единственным перспективным (и старым) крупным районом для отработки фоссы-рья.

3. Перспективные площади и участки необходимо довести до категорий промышленного освоения, что позволит рассмотреть отдельные локации фосфоритов как части целой рудоносной структуры.

4. Глауконит, фосфогипс, мелкоизмельченные отходы фосмуки имеют порой содержания, сравнимые с первичными коренными отложениями или превышающие их. Лабораторными агрохимическими исследованиями установлена пригодность кварц-глауконитовых песков как минеральных удобрений в количестве 10-12 т/га земли. При создании атласа техногенных отходов фоссырья возможно эффективнее и быстрее выстраивать инфраструктуру для их отработки после проведения необходимых анализов, под-тиердающих рентабельность проектов. В отношении фосотходов в ЦФО проведены работы на Лопатинском и Егорьевском рудниках Московской области. По результатам работ фосотходы можно утилизировать как фосангидрид для производства фосмуки, а также использовать фосфогипс как минеральные удобрения.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Провести дополнительные ГРР для изучения волжско-го-берриасского возраста для детализации закономерностей фосфоритного отложения.

2. Разработать бизнес-план по эффективной переработке низкокачественного и отходного сырья до конкурентоспособного уровня с импортными аналогами. Построить техногенную карту месторождений фосфоритовых отходов для привлечения инвесторов в развитие техногенной минерально-сырьевой базы, провести паспортизацию этих объектов на фоне результатов предварительных работ, а также поставить на предпроектном уровне предложения по ее совершенствованию для получения точной информации ГРР (хотя бы кат. С|).

3. Провести дополнительные исследования на предмет аномальных концентраций урана, марганца и других микроэлементов для ведения комплексной разработки месторождений.

4. Уточнить карту рудоносности фосфоритовых отложений, хотя бы в пределах ЦФО с учетом логистических особенностей транспортной инфраструктуры, близости потребителя и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы мы достигли определенных результатов. Минерально-сырьевая база фосфоритов сейчас находится в состоянии стагнации, по сравнению с периодом 1980 гг. Несмотря на то, что реализуются федеральные и региональные целевые программы по ее развитию, выделяются достаточные финансовые средства, ситуацию коренным образом поменять не удалось.

Работа не только и не столько освещает данную проблему, дает обзор всего процесса превращения едва заметного на глаз фосжелвакого сырья до стадии добычи и переработки до конечного продукта, сколько предлагает в общих чертах новые подходы к переработке сырья, делая его более дешевым и конкурентоспособным, дабы снизить его конечную стоимость и сделать привлекательным для простого потребителя или профессионального фермера.

Помимо оптимизации переработки сырья, предлагалась географическая картина расположения месторождений и участков фосфоритов. Иными словами, предлагалось найти способ сэкономить на транспортных издержках, определить наиболее простые в геологическом, гидрогеологическом и горно-техническом отношениях объекты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аасамяэ Э.Э., Вейдерма М.А., Вескимяэ Х.И. Об эффективности термических методов обработки фосфоритов в процессах их кислотного разложения. «Обжиг и обесфторивание природных фосфатов», с.36-37, Таллин, 1975

2. Агеенко О.Т. «Оценочные работы на комплексное фосфатное титан-циркониевое сырье на перспективных участках Унечского месторождения». «Геоцентр-Брянск», 2008.

3. Ангелов А.И., Егорова ТТ., Ульянов Н.С. Сухие методы повышения качества фосфатных продуктов. Труды ГИГХС, № 15. с.71 -81, 1969

4. Ангелов А.И„ Коршунов В.В., Левин Б.В. Перспективы вовлечения низкосортного фосфатного сырья в производство удобрений. «Труды НИУИФ-85 пет», с.287-293, М„ 2004

5. Бидонов В.М. Влияние обжига на флотацию фосфоритов. Труды ИИУИФ, №150, с.46-58, 1939

6. Блинов В.А., Короленко Н.В. Минеральное сырье. Титан// Справочник. М.: ЗАО «Геоинформмарк». 1998.

7. Блисковский В.З. Вещественный состав и обогатимость фосфоритовых руд. М.: Недра, 1983.

8. Борзунов В.М. Разведка и промышленная оценка месторождений нерудных полезных ископаемых. М., «Недра», 1982 г.

9. Величко М.П. Групповая геологическая съемка масштаба I : 50000 с общими поисками на площади листов №-36-114-А,Б,В,Г; -125-Б,Г; -126-А,В и поиски фосфатных титан-циркониевых песков в пределах Уне-ча-Крапивенской зоны Брянской области. Отчет по теме. / ГГП «Брянскгео-логия». Брянск. 1994.

10. Возбудская А.Е. Химия почвы. М., изд-во высшей школы, 1986, с.219-220.

11. Войнаровская Т.Н. "Наработать гетерогенным способом опытную партию жидких фосфорных удобрений из редкометального фосфатного сырья Брянского месторождения" (месторождение. "Унеча"). Отчет потеме/ИМР, г.Симферополь, 1990.

12. Гольдинов А.Л., Копылев Б.А., Абрамов О.Б., Дмитревский Б.А. Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья/ Л.: Химия, 1982.

13. Дьячков И.В., Арютина В.П. Минеральное сырье. Краски минеральные// Справочник. М.: ЗАО «Геоинформмарк». 1999.

14. Журин С.Т. Фосфатные титан-циркониевые пески в пределах Унечского рудно-россыпного поля в Унечском, Стародубском, Клинцовском,

Суражском и Климовском районах Брянской области. Отчет по теме/ ГГП "Брянскгеология". М. 1993.

15. Журин С.Т. Фосфатные титан-циркониевые пески в пределах Унечского рудно-россыпного поля в Унечском, Стародубском, Климовском, Суражском и Клинцовском районах Брянской области. Отчет О поисках и поисково-оценочных работах ГГП «Брянскгеология» в 1988-1993 г.г. в 6-ти книгах. Книги 1,2,3,4,5,6. ГГП «Брянскгеология» п.Белые Берега, 1993 г.

16. Журин С.Т. Комплексная оценка Унечского месторождения фосфатных титан-циркониевых руд с опытно-методическими работами по применению скважинной гидродобычи и внедрению рациональных способов отработки. Отчет филиала «Геоцентр-Брянск» о геологоразведочных работах на Павловском участке Унечского месторождения фосфатных титан-циркониевых руд в 2002-2004 г. с подсчетом запасов по состоянию на 01.01.2005 г. в 2-х книгах.

17. Зубков J1.Б Изучение вещественного состава и возможности доводки чернового концентрата нового участка месторождения Унеча. Отчет потеме/ ГИРЕДМЕТ. М. 1991.

18. Зубков Л.Б Изучение возможности доводки чернового концентрата из фосфатных руд месторождения Унеча. Отчет по теме / ГИРЕДМЕТ. М. 1991.

19. Иконников H.H. Отчет по опытно-методическим работам по разработке методики поисков и технологий обогащения фосфатных титан-циркониевых россыпей на примере объектов юго-западной части Московской синеклизы (Брянская область) М.Ю ОМПНТ, т. 1, кн.1, 170 с.

20. Иконников H.H. Отчет по опытно-методическим работам по разработке методики поисков и технологии обогащения фосфатных тита-но-циркониевых россыпей на примере объектов Юго-Западной части Московской синеклизы. Отчет по теме / ЦНИГРИ. М. 1991.

21. Казак В.Г. Выполнение сравнительной эколого-химической оценки фосфатного сырья (19 и 28 % Р205) и удобрения, полученного в результате комплексной переработки фосфатных руд месторождения "Унеча". Отчет по теме / НИУИФ. М. 1991.

22. Казаков A.B., Филипова А.Н. Обжиг и растворимость полуторных окислов егорьевского фосфорита и глауконита рязано-аквилонского горизонта. Труды НИУИФ, №143, с.51-53, 1936

23. Кармышев В.Ф.. Спиридонова И.А., Серебряная P.M. Получение экстракционной фосфорной кислоты и аммофоса из железистых фосфоритов Егорьевского месторождения. Труды НИУИФ, No 231, с. 110-113, 1977

24. Классен П.В., Зазертяева Т.Н. Исследование технологии фосфорных удобрений с использованием фосфатного сырья различных месторождений. «Труды НИУИФ-85 лет», с. 158-174, М., 2004

25. Классен П.В., Сущев С,В., Кладос Д.К. и др. Изучение возможности использования отечественных фосфоритов (на примере Егорьевских) для получения экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений. «Химическая промышленность сегодня», N»2, с.24-31, 20 ! 0

26. Кочетков В.Н. Фосфорсодержащие удобрения: Справочник. М.: Химия, 1982.

27. Лев Э.А. Отчет о результатах опробования эфельных полей Егорьевского фосфоритного рудника, произведенного в 1960-1961 годах. М. ЦГРЭ. 1961.

28. Левин Б.В., Давыденко В.В., Сущев C.B. и др, Актуальность и практические шаги по вовлечению низкосортного фосфатного сырья в переработку на сложные удобрения. «Химическая промышленность сегодня», N«11, с.11-18, 2006

29. Левченко К.Н. Оценка возможности получения селективных концентратов из тяжелой фракции первичного обогащения фосфатных титан-циркониевых песков Унечского рудного поля с изучением распределения редких элементов. Отчет по теме / БГГЭ ИМГРЭ. M. 1991

30. Листопадов И.Н., Шапошникова И.М. Плодородие почвы в интенсивном земледелии. M., Россельхозиздат, 1984.

31. Литвак Ш.И. Фосфор на службе урожая. М., Просвещение,

1984.

32. Люшня Л.М. Изучение вещественного состава и обогатимо-сти комплексных фосфатных руд Милушкинского участка. Отчет по теме/ ИМР. Симферополь. 1991.

33. Люшня Л.М. Изучить вещественный состав и обогатимость комплексной фосфатсодержащей руды Унечского объекта. Отчет по теме/ ИМР. Симферополь, 1991.

34. Малявин A.C., Бризицкая Н.М., Казак В.Г. Исследование процесса получения квалифицированных удобрений с использованием Верхнекамской фосфоритной муки. «Химическая промышленность сегодня», N«10, с. 17-21, 2005

35. Машьянова A.B. Смирнов Ю.М. Холомянский И.Я. Получение высококачественных фосфоритных концентратов из руд Егорьевского месторождения с применением магнитной сепарации. «Химическая промышленность», №2, с.39-42. 1967

36. Набиулин Ю.Н. Производство фосфоритной муки. Обзорная информация. М., НИИТЭХИМ, 1979.

37. Нагель М.А. Изучение вещественного состава и выполнение технологических исследований обогатимости фосфатных песков Унечского рудно-россыпного поля (Брянская обл.). Отчет по теме/ ВНИИгеолнеруд. Казань. 1991.

38. Непряхин А.Е., Садыкова Н.П., Чайкин В.Г. Геотехнологическая переработка фосфатных техногенных руд. // Разведка и охрана недр. № 4. 1997. С. 23-25.

39. Сырьевые промышленные товары // БИКИ . 2004. № 95 (8741)

40. Николаева И.В. Минералы группы глауконита в осадочных формациях. Новосибирск, Наука, 1977, с.88-91.

41. Перова В.П., Лягушкин А.П. и др. Отчет по теме «Геологическая оценка вскрышных пород действующих карьеров центральных районов России с целью вовлечения в разработку кварц-глауконитовых песков и фосфоритных руд. Фирма «Агроэко». 1998.

42. Петропавловский И.Я., Спиридонова И.А, О растворимости гематита в фосфорной кислоте. Журн. ВХО им. Д.И.Менделеева, №6, XXXI1, с. 710- 711, 1987

43. Пешев Н.Г. Экономические проблемы рационального использования фосфатного сырья. Л., Наука, 1980. 224 с.

44. Пешникова Н.Д. Изыскания метода выделения ильменито-вого, рутил-.псйкоксенового, гранатового, ставролит-турмалинового, цирко-нового, дистенового, полевошпатового, кварцевого и глауконитового концентратов с минимальными взаимными потерями и низким содержанием в них фосфата. Отчет по теме/ ПГО «Центргеология». М. 1991.

45. Позин М.Е., Варшавский В.Л.. Ярош Е.Б. О влиянии прокалки фосфоритов на эффективность их переработки в сложные удобрения. - Обжиг и обесфторивание природных фосфатов», с.32-34, Таллин, 1975

46. Потемкина Л.М., Исаев Д.М. Участок складирования фосфоритных шламов на территории ЗАО «АИП-ФОСФАТЫ» в Брянском районе Брянской области. Отчет о результатах оценочных работ, проведенных ООО «ГеолНерудПроект» в 2004 году. п. Белые Берега. ООО «ГеолНерудПроект». 2004.

47. Прокофьева О.В., Иванова В.В. Отчет о выполненных опытно-методических работах по изучению отходов промышленных предприятий для получения строительных материалов (Московская обл.). М. МГРЭ. 1986

48. Ратобыльская Л.Д., Бойко H.H., Кожевников А.О. Обогащение фосфатных руд. М., Недра, 1979

49. Розенберг Б. Технико-экономическое обоснование опытов по производству концентрированных удобрений на базе экстракции фосфорной кислоты из обожженного егорьевского фосфорита. Труды НИУИФ, №147, с.44, 1940

50. Рябов Ю.В. Вещественный состав, горно-технологическая оценка и подготовка исходных данных для ТЭС по Унечскому месторождению фосфатных песков. Отчет по теме/ ГИГХС. М. 1991.

51. Смирнов А.И., Холомянский И.Я., Цуцульковский В.Я. Применение обжига в технологии получения высококачественных фосфоритных концентратов из руд Егорьевского месторождения. Труды ГИГХС, № 20, с. 187-198, 1973

52. Тютюнник Н.Д. Оценка возможности применения и внедрения метода акустической обработки для разрушения фосфатных пленок и оболочек на минералах фосфатно-титано-циркониевых песков Унечского местоождения. Отчет по теме/ВИМС. М. 1991.

53. Ульянов Н.С., Бидонов В.М., Макаренко Н.В. Полупромышленные опыты флотации с предварительным обжигом рязано-аквилонской фосфоритной руды Егорьевского месторождения. Труды НИУИФ, №150, С.59-73, 1939

54. Ульянов Н.С., Машьянова A.B. Развитие обогащения фосфоритов Егорьевского месторождения. Труды ГИГХС, № 15, с. 17-37, 1969

55. Холомянский И.Я,, Цуцульковский В.Я., Смирнов Ю.М. Влияние обжига на свойства фосфоритов. «Химическая промышленность», №2, с.111-112, 1971

56. Холомянский И.Я. Исследование влияния обжига на флотационные свойства минералов желваковых фосфоритов и разработка технологии их обогащения. Кандидатская диссертация, М. 1973

57. Шмелькова Ю.Ф. Вещественный состав, горно-технологическая оценка и подготовка исходных данных для ТЭС по Унечскому месторождению фосфатных песков. Отчет по теме / ГИГХС. М. 1991.

58. Журнал Химическая промышленность сегодня, 2011, По 1 19

59. Информационный геологический отчет о результатах и объемах работ, выполненных за 1 полугодие 2010 г. по объекту «Подготовка материалов для оперативного анализа состояния МСБ ЦФО по твердым полезным ископаемым для повышения эффективности управления в сфере недропользования на территории Центрального Федерального округа России". ОАО «Геоцентр-Москва».

60. Сводный баланс запас полезных ископаемых на 01.01.12 г. Фосфоритовые руды. ЦФО

61. ГОСТ 5716-74 Мука фосфоритная. Технические условия. М., Госкомстат СССР, 1974

62. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям апатитовых и фосфоритовых руд, ГКЗ СССР, 1983

63. Классификация запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых Приказ МПР России № 278 от 11.12.2006 г.

64. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Л.: Химия,

1965.

65. ГОСТ 22938-78. Технические требования к рутиловым концентратам для сварочных материалов (электродов).

66. ОСТ 48-82-81. Технические требования к цирконовым концентратам.

67. ТУ 48-4-236-72. Технические требования к ильменитовым концентратам для производства пигментной двуокиси титана по сернокислотной технологии.

68. ТУ 48-4-267-73. Технические требования к ильменитовым концентратам для металлургического производства титановых шлаков.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

1. Аничкин В.Л., Голоскоков И.В. и др. Минерагеническая карта СССР. Фосфатное сырье. ВНИИГЕОЛНЕРУД, ВСЕГЕИ. М.1981.

2. Голоскоков И.В. Перспективы использования кварце-во-глауконитовых песков Московской области в качестве местного удобрения. 0.75 п.л. Сборник научных трудов. Нерудное минеральное сырье для нужд сельского хозяйства Нечерноземья. М. 1987. 152 с. Геологический фонд РСФСР. УДК 5534.6:63 (470.31)

3. Голоскоков И.В. Отчет о поисково-оценочных работах по изучению отходов производства ПО «Фосфаты» для строительства и рекультивации. «Геоцентр-Москва». М. 1993.

4. Голоскоков И.В. и др. Отчет по объекту «Оценка состояния и перспективы развития минерально-сырьевой базы цементной промышленности Центрального федерального округа» (Государственный контракт от 11 апреля . № № 7-РА/2006). М. 2008. ОАО «Геоцентр-Москва». В 3-х кн. УДК 553.04:666.94 (470.31-33). 149 с.

5. Голоскоков И.В. Пояснительная записка к карте размещения месторождений кирпичных глин и площадей, перспективных для их поисков в пределах Ступинского района Московской области. М. 2009. ОАО «Геоцентр-Москва». 26 с.

6. Голоскоков И.В. Пояснительная записка к карте размещения месторождений кирпичных глин и площадей, перспективных для их поисков в пределах Серебряно-Прудского района Московской области. М. 2009. ОАО «Геоцентр-Москва». 30 с.

7. Голоскоков И.В. Пояснительная записка к карте размещения месторождений кирпичных глин и площадей, перспективных для их поисков в пределах Петушинского района Владимирской области. М. 2009. ОАО «Геоцентр-Москва». 18 с.

8. .Голоскоков И.В., Рудык Ю.М., Чуланов Ю.Г. Применение спектрометрического гамма-каротожа для определения рсновных параметров продуктивного пласта Егорьевского месторождения фосфоритов. Сб. Ядер-ногеофизические метды при поисках и разведке рудных месторождений.М. ВНИИЯГГ, 1980.

9. Чуланов Ю.Г., Голоскоков И.В., Рудык Ю.М. и др. Применение спектрометрического гамма-каротажа при разведке желваковых фосфоритов Чилисайского месторождения (Актюбинский фосфоритоносный бассейн). Изв.высш. учебн. завед. Геол. и разведка недр. 1978, вып. 12.

2012248862