Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Крака

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Крака"

на правах рукописи

САВЕЛЬЕВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

ХРОМИТОНОСНОСТЬ ГАББРО-ГИПЕРБАЗИТОВЫХ МАССИВОВ КРАКА

Специальность 25 00 11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минераяогических наук

Работа выполнена в Институте геологии Уфимского научного центра РАН

(УНЦ РАН)

Научный руководитель - доктор геолого-минераяогических наук Сначёв Владимир Иванович

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук Дистлер Вадим Вадимович (ИГЕМ РАН)

кандидат геолого-минералогических наук Ожерельева Анна Владимировна (ЦНИГРИ)

Ведущая организация - ОАО "Башкиргеология" (г Уфа)

Защита состоится " 02" ноября 2007 г в 14-30 в ауд 415 на заседании диссертационного Совета Д 501 001 62 при Московском государственном университете имени M В Ломоносова по адресу 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета Московского государственного университета имени М В Ломоносова (ГЗ, 6 этаж)

Автореферат разослан " 27 " сентября 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 501 001 62 доктор геолою-минералогических наук

Общая характеристика работы

Актуальность исследований определяется острым дефицитом хромитово-го сырья в России, который обусловлен распадом Советского Союза и потерей хромитовых месторождений Южно-Кемпирсайской группы (Казахстан) Разработка их давала 96% союзной добычи хрома Кроме того, уникальность запасов Юж-но-Кемпирсайских месторождений сыграла отрицательную роль в изучении других гипербазитовых массивов Урала в конце 1930-х годов почти повсеместно в регионе поисковые работы на хромиты были свернуты

В российской части Урала разрабатывается единственное месторождение глиноземистых хромитов Саратовского массива (^Пермская область), на Полярном Урале разведано и готовится к эксплуатации месторождение Центральное (массив Рай-Из) Еще несколько перспективных объектов разведуется на Кольском полуострове и в Карелии Но все это не снимает проблемы поисков новых месторождений Создавшаяся в России с начала 1990-х годов ситуация с хромом привела к тому, что более 90% его потребности покрывается за счет импорта из стран СНГ, на что расходуются значительные валютные суммы

На Южном Урале к числу перспективных относится территория Республики Башкортостан, где еще с начала XX века известны многочисленные рудопрояв-ления хромитов Подавляющее их большинство сосредоточено в гипербазитовых массивах Крака В случае же открытия здесь даже небольших по запасам месторождений они будут являться очень благоприятными с экономической точки зрения (развитая сеть автодорог, близость источников энергии и т д)

В научном плане актуальность работы обусловлена отсутствием на сегодняшний день единой концепции формирования хромитовых месторождений в массивах альпинотипной формации, которая бы учитывала современные представления о строении и вещественном составе верхней мантии Существующие представления о хромитах как о ранне- и позднемагматических образованиях находятся в противоречии с теоретическими и экспериментальными данными

Цель работы. Целью данной работы является определение закономерностей размещения хромитовых месторождений габбро-гипербазитовых массивов Крака В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи

1 Установление степени деплетирования массивов Крака на основе создания и обработки базы геохимических данных

2 Изучение условий локализации и вещественною состава рудных тел проявлений и известных месторождений хромитов

3 Выявление закономерностей размещения различных типов хромитового оруденения

4 Опробация поисковых признаков и критериев на хромитовое оруденение в пределах массивов Крака

5 Разработка механизма формирования хромитовых руд

6 Оценка перспектив гиггербазитовых массивов Крака на поиски хромитово-го оруденения

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Проведена классификация хромитопроявлений, в значительной мере обновлен и дополнен реестр хромитовых объектов массивов Крака

2 Для перспективных на хромиты участков составлены карты дунитовой составляющей, составлены схемы геологического строения Саксей-Ключевской и Апшакской площадей

3 В пределах массивов оконтурены и описаны новые хромитопроявления (около 20), изучен состав хромшпинелидов из руд и вмещающих гилербазитов

4 Предложена двухстадийная модель образования хромитовых объектов и на ее основе проанализированы закономерности размещения хромитовых месторождений и проявлений

5 Дана оценка перспектив массивов Крака на выявление и комплексное использование месторождений хромитов, предложена рациональная схема их обогащения

Практическая значимость работы. Исследования автора явились основой хоздоговорного отчета по теме «Прогнозная оценка хромитоносности массивов Крака» и использовались горно-добывающей компанией «Хром», горно-рудной компанией «Восток» и ООО «Уралметаллкомплект» для проведения поисковых работ на хромитовое оруденение В результате проведения работ выявлены, изучены с поверхности и на глубину, а в дальнейшем и отработаны новые хромитовые объекты, среди которых наиболее крупными являются Лактыбаш, Придорожное, Ситновское С целью повышения рентабельности разработки хромитовых месторождений предложена схема комплексного использования руд и вмещающих их дунитов Анализ изученного материала позволил выделить в пределах массивов Крака ряд перспективных участков на поиски хромитового оруденения

Защищаемые положения'

1 Хромитовое оруденение массивов Крака приурочено к магнезиальным ду-нитам, развитым на фоне общей слабой степени деплеггирования гилербазитов Хромиты, вмещающие дуниты и шпинелевые перидотиты характеризуются преимущественно согласной ориентировкой и крутыми углами падения первичной полосчатости

2 Акцессорные хромшпинелиды из шпинелевых перидотитов массивов Крака образуют эволюционный тренд от пикотита до хромпикотита Хромшпинелиды из дунитов и рудных тел обладают устойчивым высокохромистым составом

3 В пределах массивов Крака преобладают два типа хромитопроявлений Первый тип связан с небольшими по мощности полосовидными и жилообразными дунитовыми телами в дунит-гарцбургитовом комплексе Рудные тела сложены средне- и крупнозернистыми, средне- и густовкрапленными полосчатыми хромитами Второй тип представлен бедно- и средневкрапленными мелкозернистыми по-

лосчатыми хромитами, залегающими в крупных дунитовых телах, расположенных вблизи контакта с породами габброидного комплекса Для второго типа хромито-проявлений установлена четкая положительная корреляция масштабов оруденения с величиной дунитовой составляющей

4 При образовании хромитовых руд массивов Крака основным фактором являлось деплетирование примитивных лерцолитов с образованием реститового дунит-гарцбургитового комплекса, сопровождавшееся выделением хромшпинели-дов и концентрацией их в полосовидные рудные тела

Фактическая основа работы. В основу работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ 2000-2005 годов в составе лаборатории "Рудных месторождений" Института геологии УНЦ РАН при проведении поисковых и тематических работ

Собственный аналитический материал, собранный автором включает в себя более 200 силикатных и атомно-абсорбционных анализов пород, руд и монофракций хромшпинелидов, выполненных в химической лаборатории ИГ УНЦ РАН (аналитики Ягудина С А и Христофорова Н Г ), 65 анализов гипербазитов на редкоземельные элементы (РЗЭ), выполненных нейтронно-активационным методом в ЦЛАВ ГЕОХИ (г Москва, аналитики Сапожников Д Ю , Лоренц A JI) Изготовлено и описано 250 шлифов основных и ультраосновных пород Петролого-минералогические исследования в полированных шлифах производились с помощью рентгеноспектрального микроанализатора JCXA-733 JEOL в ИМин УрО РАН (г Миасс, аналитик Е И Чурин)

Объем и структура работы Текст диссертационной работы состоит из введения, 10 глав и заключения Она изложена на 156 страницах и сопровождается 58 иллюстрациями, 4 таблицами и 13 приложениями Список литературы включает 116 наименований

Апробация работы Защищаемые положения диссертационной работы докладывались на V и VI Республиканских научно-практических конференциях «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана (г Уфа, 2003, 2006 гг), на VII, VIII, X студенческих школах «Металлогения древних и современных океанов» (г Миасс, 2001, 2002, 2004г г ), на VIII молодежной конференции «Геология и геоэкология исследования молодых» (Апатиты, 2002 г), на XX молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" (Иркутск, 2003 г), а также на заседаниях Ученого совета ИГ УНЦ РАН и лаборатории «Рудных месторождений» По теме диссертации опубликовано 14 работ из них 2 статьи в сборниках ИГ УНЦ РАН и 1 - в «Вестнике МГУ»

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории «Рудных месторождений» Института геологии УНЦ РАН под руководством доктора геол -мин наук В И Сначёва, которому автор выражает особую признательность Автор благодарит Членов Ученого совета ИГ УНЦ РАН член -корр РАН В Н Пучкова. д г -м н И Б Серавкина, д г -м н Т Т Казанцеву, д г -м н С Г Ковалева и к г -м н А М Косаре-

ва за внимательное прочтение работы и ценные замечания Автор также благодарен за повседневную помощь в работе и ценные советы к г -м н Д Е Савельеву, а также всем сотрудникам лаборатории «Рудных месторождений» кандидатам геол -мин наук М В Рыкусу, Н Г Рыкус и А В Сначеву, инженерам Е А Бажину, Ф Р Ардисламову и А А Шияновой за помощь при проведении полевых работ и подготовке материала Автор благодарен Т Ф Меньшиковой и руководству ЗАО «ГДК Хром» и ООО «Уралметаллкомплект», проводивших поисковые работы на массивах Крака и предоставившие возможность получить ценный первичный материал для исследований

Содержание работы

ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ ИЗУЧЕННОСТИ

В разные годы стратиграфическими исследованиями на рассматриваемой территории занимались А Н Абрамова, К И Андриянова, А В Буряченко, Н П Вербицкая, Т Т Казанцева, М А Камалегдинов, Р Э Квятковский, А В Клочихин, Ю Г Князев, С Н Краузе, А И Кукушкин, Н Н Ларионов, И В Ленных, Т М Мавринская, В А Маслов, О А Нестоянова, Д Г Ожиганов, М Г Орлова, В Н Пучков, В В Радченко, Н Ф Решетников, Ю Д Румянцева, Г С Сенченко, Н Я Спасский, Г Б Яковлев, Р Р Якупов

Внутреннее строение и хромитоносносгь гипербазитовых массивов Крака в разные годы изучались большой группой исследователей, среди которых И С Бурдюгов, Л С Быкова, И И Григорьева-Чупрынина, Е А Денисова, С Г Ковалев, В П Логинов, С В Москалева, Н В Павлов, Д Е Савельев, Г Н Савельева, В И Сначев, Г А Соколов, Н П Споров, С Ф Тиховидов П Г Фарафонтьев, В П Филонов, Е А Шумихин

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАССИВОВ КРАКА

Габбро-гипербазитовые массивы Крака расположены в северном замыкании Зилаирского мегасинклинория Это четыре изометричных в плане тела общей площадью порядка 900 км2, разделенные полями осадочно-вулканогенных толщ палеозоя С севера на юг выделяют Северный, Средний, Узянский и Южный Крака (рисунок)

Массив Северный Крака представлен телом изометричной формы с размерами 15x18 км Большую часть его площади (около 80 %) занимают клинопирок-сеновые гарцбургиты Дунит-гарцбургитовый комплекс тяготеет к периферии массива и распространен там довольно неравномерно Тела дунитов, с которыми связаны почти все хромитовые объекты Северного Крака, встречаются спорадически и также расположены по периферии массива Среди клинопироксеновых гарцбурги-тов, главным образом в восточной части комплекса, встречаются плагиоклазовые перидотита

Рисунок. Схема геологическою строения габбро-гипербазитовых массивов К рак а (составила Савельева К.Н. с ис польз о на пнем материалов: ГГиховидои, 1932ф; Логинов, 1933ф; Клочихин и др.. 1969ф; Павлов. 1973; Москалева, 1974; Камалет-яинов, Казанцева, 1983; Савельева, 1987: Савельев, 20000

Усййвные обозначения1 1 - аллювиальные отложения надпойменных террас (Q), 2 - делювиальные отложения (N-Q), 3-16 - стратифицированные палеозойские отложения: Э - лолимик-товые песчаники, алевролиты, глинистые сланцы зиланрекой свиты 1.1 ) :Ч/1). 4 - известняки (Djfri, 5 тонкослоистые известняки, хварцеиые песчаники, аргиллиты (D>gv), 6 - битуминозные известняки, ор1эдогенные известняки (Die); 7 - толстослоистые известняки (Dt), 8 доломиты, изпестмяки S.'d.). 9 -- кварцевые песчаники, алевролиты ( S!(', ). ] 0 - кремнистые, глинисгые слан-

|

)

цы, вулканиты (Siln-w), 11 - кварцевые песчаники, гравеллиты, редко доломиты, кремнистые сланцы (02з) , 12 - глинистые сланцы, конглобрекчии (Oit), 13-14- докембрийские отложения зоны Ураптау (13) и Башкирского мегантиклинория (14), 15 - 16 - базальты нижнего силура (15) и ордовика (16), 17-25 - структурно-вещественные комплексы массивов Крака 17 - габброиды, 18 - полосчатый верлит-клинопироксенитовый комплекс, 19 - преимущественно лерцолиты, 20 -лерцолиты (>50%) и гарцбургиты (<50%), 21 - лерцолиты (<50%) и гарцбургиты (>50%), 22 - преимущественно гарцбургиты, 23-25 - гарцбургиты и дуниты , 23 - дуниты 10-30%, 24 - дуниты 3050%, 25 - дуниты >50%, 26 - серпентиниты, 27 - дайки габброидов, 28 - границы распространения тел плагиоклазовых перидотитов, 29 - мелкие месторождения (а) и рудопроявления (б) хромитов Выделены площади 1 - Саксей-Ключевская, 2 - Алшакская, 3 - Мало-Башартовская

Наиболее разнообразным геологическим строением характеризуется массив Средний Крака, занимающий площадь около 180 км2 Здесь выделяются три главные группы пород перидотиты с подчиненным количеством дунитов, слагающие восточную часть массива и занимающие примерно 80 % его площади, габброиды, образующие на западе территории вытянутое в меридиональном направлении тело шириной 0,5 - 1,5 км и дунит-верлит-пироксенитовый полосчатый комплекс, занимающий промежуточное положение На 75-80 % гипербазитовая часть массива также, как и на Северном Крака, сложена клинопироксеновыми гарцбургитами

Массив Узянский Крака расположен западнее массива Средний Крака По площади он является наименьшим (около 45 км2) и на 75% сложен породами ду-нит-гарцбургитового комплекса, на 20-25 % краевыми серпентинитами Дунит-гарцбургитовый комплекс представлен преимущественно гарцбургитами, дунит-гарцбургитами и, реже дунитами Незначительно в пределах массива развиты небольшие тела пироксенитов, верлитов, габбро-диабазов и габбро

Наиболее крупным из четырех рассматриваемых массивов является Южный Крака, площадь его составляет 450 км2 Большую часть массива занимают гарцбургиты и породы дунит-гарцбурштового комплекса, реже встречаются дуниты и лерцолиты Гарцбургиты развиты большей частью в северной и центральной частях массива, а дунит-гарцбургитовый комплекс - в юго-западной Дуниты входят в состав дунит-гарцбургитового комплекса, внутри которого иногда образуют довольно мощные полосовидные тела, согласные с полосчатостью гарцбургитов Полосовидные дунитовые тела протягиваются в северо-западном направлении на 2-2,5 км при ширине до 60-100 м Именно к центральным частям этих тел приурочены наиболее значимые хромитовые месторождения

В целом, можно отметить следующие особенности строения массивов все они сложены преимущественно ультрабазитами, массивы Северный, Узянский и Южный Крака слабодифференцированы, наиболее дифференцированный разрез характерен для массива Средний Крака, здесь широко развиты пироксениты и габбро

ГЛАВА 3. ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД МАССИВОВ КРАКА

Петрохимические пересчеты анализов альпинотипных гипербазитов массивов Крака на нормативный минеральный состав показывают, что подавляющая часть образцов представлена гарцбургитами, реже встречаются лерцолиты и дуни-ты Наиболее типичное, соотношение между главными породообразующими минералами таково - 01 Еп = 80 15 5

Поскольку деплетирование ультрабазитов формирует последовательный ряд лерцолит-гарцбургит-дунит, то наиболее важную информацию о степени истощенности того или иного массива несут содержания СаО (или содержание нормативного диопсида), А1203 и величина их отношения в породе Анализ вариаций отношения СаО/А12Оз в лерцолитах и гарцбургитах массивов Крака показал следующее Для перидотитов всех четырех массивов характерны стабильно высокие значения рассматриваемого показателя (0,8-1,6) и содержания СаО (до 5%), что говорит о широком развитии парагенезисов с участием клинопироксена Этот факт свидетельствует о низкой степени истощения пород легкоплавкими компонентами Из элементов-примесей в альпинотипных гипербазитах в заметных количествах присутствуют лишь тугоплавкие сидерофильные хром, никель и кобальт Хром в гипербазитах встречается в двух позициях 1) в виде примеси в пироксенах (в оливине его содержание ничтожно мало) и 2) в виде минералообразующего компонента в хромшпинелиде Это отражается на характере распределения Сг в породах, обуславливая его высокую дисперсию В большей степени содержание Сг в породе контролируется густотой вкрапленности акцессорного хромшпинелида, в меньшей степени - его хромистостью и менее всего зависит от хромистости силикатов Никель и кобальт в породах присутствуют только в виде изоморфных примесей в силикатах Наиболее высокие их содержания характерны для оливина, поэтому концентрация этих элементов постепенно возрастает от лерцолитов к дуни-там Для гипербазитов массивов Крака типичны незначительные вариации содержаний никеля и кобальта

Гипербазиты всех четырех массивов Крака характеризуются субхондрито-вым типом распределения РЗЭ с незначительно проявленной тенденцией к обеднению средними лантаноидами при положительной европиевой аномалии По этим показателям они близки к ультрабазитовым ксенолитам из базальтов континентальных рифтов В породах габброидного комплекса массивов Крака наблюдается обогащение средними РЗЭ при отрицательной аномалии европия От меланократо-вых к лейкократовым габбро происходит постепенное увеличение концентрации легких РЗЭ Таким образом, составы рестита и дифференциатов выплавки являются комплементарными, а состав вероятного источника близок к гипотетическому составу примитивной мантии

Обобщение петрогеохимических данных показало, что альпинотипные гипербазиты массивов Крака являются слабодеплетированными Содержание в них

базальтоидных компонентов (Са и А1), а также РЗЭ выше, чем в большинстве аналогичных пород офиолитовых комплексов Южного Урала и гипербазитах, драгированных в срединно-океанических хребтах Таким образом, по геохимическим особенностям альпинотипные гипербазиты массивов Крака сопоставимы со слабо истощенными мантийными породами, слагающими корневые части континенталь-но-рифтогенных структур

ГЛАВА 4. ХРОМИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И РУДОПРОЯВЛЕНИЯ МАССИВОВ КРАКА

Работами исследователей, ранее изучавших габбро-гипербазитовые массивы Крака, было выявлено около сотни хромитопроявлений /Тиховидов, 1932ф, Фара-фонтьев, 1937ф, Шумихин, 1979ф/ Рудные объекты различаются как по масштабу оруденения, так и по качеству и составу руд

Хромитовые руды массивов Крака характеризуются разнообразием текстурно-структурных типов Вместе с тем, наибольшим распространением пользуются 1) мелкозернистые бедно- и средневкрапленные и 2) средне- и крупнозернистые средне- и густовкрапленные разновидности, значительно реже встречаются массивные и нодулярные руды Широким распространением пользуется полосчатая текстура

На Северном Крака хромитовые объекты сосредоточены в восточной и южной частях массива. Здесь известны небольшие по размеру и запасам объекты группа Шигаевских рудопроявлений, Верхне-Сарангинское, Ак-Биик, Тумбуш и др Большая их часть приурочена к зоне развития краевых серпентинитов, лишь Верхне-Сарангинское рудопроявление залегает в слабо серпентинизированных шпинелевых перидотитах

В пределах гипербазитового массива Средний Крака выделяются две главные хромитоносные площади западная (Хамитовская) и восточная (Восточно-Среднекракинская) Наибольшее количество объектов сосредоточено в западной зоне Хромитовое оруденение здесь приурочено к дунитам, мелкие проявления известны в породах полосчатого комплекса и краевых серпентинитах Запасы хроми-товых руд Хамитовской площади определяются Шатранским и Ключевским рудо-проявлениями, месторождениями Саксейской группы На территории Восточно-Среднекракинской хромитоносной зоны выявлено всего четыре объекта Сальни-ковские I и II, № 25 и № 33, наиболее крупным из них является последнее Все хромитопроявления приурочены к перидотитам, от которых отделяются тонкой дунитовой оторочкой По степени изученности и по разведанным запасам восточная зона уступает западной

Наиболее крупные хромитовые объекты массива Южный Крака сосредоточены в его юго-западной части, которая включает в себя Апшакскую и Малоба-шартовскую площади В состав первой входят месторождения и рудопроявления Ашкарской, Апшакской и Ситновской групп, Саптарат и др , в состав второй - им

Менжинского, Большой и Малый Башарт, Муромцево, Асю, Бала-Елга и др Хро-митопроявления обеих площадей приурочены к дунитовым телам, залегающим в породах дунит-гарцбургитового комплекса и гарцбургитах Кроме указанных выше хромитоносных зон на массиве Южный Крака встречаются отдельные, иногда крупные объекты Например, месторождение им Коминтерна, расположенное вблизи северной границы массива, приурочено к смятым, местами рассланцован-ным перидотитам

На массиве Узянский Крака хромитовое оруденение приурочено к его северной и юго-западной части, к небольшим по мощности телам жильных дунитов Для рудопроявлений северной части (Южно-Узянское и Орловское) характерны небольшие размеры Из хромитовых объектов юго-западной части массива (Черная речка I, II, III, Кагарманоаское, Подгорное) наиболее значительным является Черная речка II

Рассматривая в целом известные хромитовые месторождения массивов Крака можно сделать вывод о том, что основные разведанные запасы хромовых руд массивов сосредоточены в пределах двух рудных узлов Один из них приурочен к западной части массива Средний Крака и включает хромитопроявления беднов-крапленных руд (Правый и Левый Саксей, Шатран, Ключевское и др), второй - к юго-западной части массива Южный Крака. Для последнего характерны месторождения и рудопроявления средне- и густовкрапленных руд (им Менжинского, Большой и Малый Башарт и др )

В пределах выделенных перспективных участков нами были проведены поисковые работы с учетом известных критериев оценки хромитоносных площадей, которые излагаются в двух последующих главах

ГЛАВА 5. КРИТЕРИИ ХРОМИТОНОСНОСТИ

Геологическое обоснование прогноза хромитовых месторождений включает в себя прежде всего учет закономерностей размещения оруденения, которые контролируются, во-первых, условиями его образования и, во-вторых, пострудными процессами Последние могут внести кардинальные изменения в его качественный и количественный состав, существенно изменить первоначальные морфологические параметры Анализ опубликованной и фондовой литературы по проблемам хромитоносности /Москалева, 1974, Макеев и др , 1985, Поиски , 1987, Перевозчиков, 1998 и др / позволил выделить две главные группы критериев оценки территорий на хромитовое оруденение - региональные и локальные

Критерии регионального прогноза хромитовых месторождений определяются формационной принадлежностью гипербазитов, а также их геотектонической позицией Потенциально хромитоносными в пределах Южного Урала являются только массивы дунит-гарцбургитовой (альпинотипной) формации Геотектонический критерий подразумевает связь потенциально хромитоносных формаций с глобальными или региональными зонами растяжения (рифтами) в пределах океаниче-

ских или континентальных плит Образование рудных концентраций как правило связано с начальными стадиями формирования подвижных поясов (рифтогенезом) Поэтому следует учитывать, что последующая длительная их эволюция приводит к резкому усложнению морфологии данных структур В результате на современном эрозионном срезе массивы, вмещающие хромитовое оруденение и первоначально слагавшие протяженные единые пояса, будут включены в разобщенные в пространстве структуры более высоких порядков с различной степенью преобразования

Критерии локального прогноза включают в себя конкретные петрографические, структурные, петрогеохимические, минералогические и геоморфологические признаки, по которым можно с той или иной степенью достоверности оценить состав и масштабы оруденения К прямым признакам оруденения следует отнести наличие коренных или элювиально-делювиальных точек минерализации, а также -старые горные выработки, все остальные признаки - косвенные

Структурно-петрографические критерии включают в себя локализацию оруденения в определенных фациях глубинных пород, занимающих определенное место в разрезе массива В массивах с «гарцбургитовым типом» разреза наряду с лер-цолитовым, гарцбургитовым и дунит-гарцбургитовым структурно-вещественными комплексами, характеризующимися полосчатым строением, может быть проявлен еще один, наиболее хромитоносный комплекс Это комплекс пространственно совмещенных крупных штокообразных дунитовых тел и обрамляющих их гарцбурги-тов со штокверком дунитовых жил («сетчатые жилы дунитов») В пределах массивов с «лерцолитовым типом» разреза, к которым в частности относятся и массивы Крака, рассматриваемый комплекс не установлен Поэтому здесь можно выделить лишь два структурно-вещественных комплекса, в которых могут быть локализованы мелкие месторождения богатых руд и достаточно крупные объекты, сложенные бедновкрапленными хромитами Первый тип разреза представлен гарцбургитовым структурно-вещественным комплексом с приуроченными к нему полосовидными дунитовыми телами Второй тип разреза, который рассматривается как наиболее перспективный - дунит-гарцбургитовый структурно-вещественный комплекс с широким распространением дунитов (>60%) Для выявления участков с максимальным развитием дунитов предложено составление карт дунитовой составляющей /Перевозчиков, 1998, Макеев, Брянчанинова, 1999/

Минералогические критерии разработаны на основе изучения полярноураль-ских месторождений А Б Макеевым и др /Макеев, 1992, Макеев, Брянчанинова, 1999 и др/ По мнению данных исследователей, основными минералогическими признаками, используемыми при поисках хромитов, являются следующие закономерное изменение состава породообразующего оливина дунитов с приближением к рудным телам и изменение состава рудообразующего и акцессорного хромшпине-лида в зависимости от качественного состава месторождений хромовых руд

Анализ существующих критериев регионального и локального прогноза хромитового оруденения позволил выбрать методику проведения поисковых работ в пределах потенциально-хромитоносных площадей массивов Средний и Южный Крака

ГЛАВА 6. ХРОМИТОНОСНОСТЬ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УЧАСТКОВ МАССИВОВ КРАКА

Хромитовое оруденение в пределах массивов Крака распределено неравномерно Наиболее значительные хромитопроявления сосредоточены в пределах трех площадей - Хамитовской (Средний Крака), Апшакской и Малобашартовской (Южный Крака)

Хамитовская площадь расположена в юго-западной части массива Средний Крака Наиболее значительные хромитопроявления площади приурочены к дунитам дунит-гардбургитового комплекса и образуют на данной территории полосу северо-северо-западно1 о простирания Это так называемая Саксей-Ключевская хромитоносная зона, которая подразделяется на несколько полос с запада на восток выделяются - Правосаксейская, Левосаксейская и Шатранская рудоносные полосы К ним приурочен ряд выявленных ранее объектов Шатран, Ключевское, Правый и Левый Саксей и др /Тиховидов, 1932ф, Фарафонтьев, 1937ф, Шумихин, 1979ф/ В результате проведенных поисковых работ в пределах западной (Правосаксейской) полосы оконтурены с поверхности новые рудопрояв-ления № 1108, 423, 938 и 912 Все они по своему внутреннему строению сходны с месторождением Правый Саксей и фактически являются его продолжениями в северном и южном направлениях

Кроме того, в пределах Хамитовской площади, встречаются мелкие хромитопроявления в полосчатом комплексе и серпентинитах В породах полосчатого комплекса (верлитах и клинопироксенитах) залегают хромитопроявления (Западно-Саксейское и Западно-Ключевское), отличающиеся очень мелкими масштабами оруденения, вкрапленными, прожилковыми и полосчатыми текстурами руд Они слагают маломощные (до 0,5 м) и не выдержанные по простиранию тела. Группу хромитовых объектов Хамитовской площади, пространственно ассоциирующих с серпентинитами, можно подразделить на два типа 1) рудопроявления залегающие в серпентинизированных дунитах (Ак-Бура, Северо-Хамитовское), 2) рудопроявления в краевых серпентинитах (Хамитовское, Бабай)

Таким образом, в пределах рассматриваемой площади большая часть рудо-проявлений локализована в дунит-гарцбургитовом комплексе с преобладанием ду-нитов Вмещающие дуниты, с подчиненным количеством гарцбургитов, образуют полосу длиной около 4 км и шириной более 1 км Рудные зоны имеют длину до 1 км при ширине до 35 м Преимущественным развитием пользуются бедновкрап-ленные руды (Шатран, Ключевское, Левый Саксей), реже встречаются средне- и густовкрапленные (Правый Саксей, Акбура) Залегание рудных тел согласно с по-

лосчатостью, простирание субмеридиональное (340-0°), падение субвертикальное преимущественно на восток (Z70-800) Для хромитовых руд характерна полосчатая текстура и мелкозернистая структура (размер зерен хромита <1 мм)

Апшакская площадь занимает северную часть западного блока массива Южный Крака Хромитопроявления расположены здесь неравномерно и сконцентрированы в пределах нескольких участков

Участок «Ашкарка» находится в северной части Апшакской площади Ранее здесь было установлено довольно значительное количество рудопроявлений и точек хромитовой минерализации, характеризующихся хорошим качеством руды, но небольшими запасами /Тиховидов, 1932ф, Фарафонтьев, 1937ф, Филонов, Быкова 2001 ф/ Это рудные объекты Ашкарской группы, которая включает в себя хромитопроявления Ашкарка I, II и III Рудопроявления Лактыбаш и Ситновское также были обнаружены ранее и представляли из себя единичные выходы хромитов, позже в их пределах были проведены поисково-разведочные работы /Сначев, Савельев 2003ф/ В ходе работ было выявлено и новое рудо проявление - Придорожное

Участок «Кумысный» расположен на водоразделе ручьев Малый и Большой Апшак, в 1 км к северу от их слияния Здесь еще с 1930-х годов известен ряд мелких хромитопроявлений /Фарафонтьев, 1937ф/ Позже /Сначев, Савельев 2003ф/, на участке выявлено несколько параллельных маломощных тел (0,05-0,5 м) локализованных среди дунитовых полос в дунит-гарцбургитовом комплексе По простиранию данные тела прослежены на расстояние от 50 до 120 м, подсечены скважинами на глубине 10-30 м Падение тел пологое (Z30-450) на северо-восток (аз пад 30-40°) Для рудных тел характерно полосчатое строение обусловленное чередованием маломощных полос различной густоты вкрапленности и безрудных дунитов Во всех разновидностях преобладают среднезернистые структуры Залегание рудных полос во всех случаях согласно с полосчатостью в гипербазитах

Участок «Саптарат» находится в восточной части Апшакской площади, на правом берегу одноименного ручья Здесь известно несколько точек минерализации и группа рудопроявлений Саптарат (I, И, III), выявленные в 1930-е годы /Тиховидов, 1932ф/ Следует отметить, что на участке Саптарат наряду с полосчатыми текстурами руд, характерными для большинства изученных нами рудопроявлений Апшакской площади, заметную роль играют шлировые (пятнистые), как и на расположенном восточнее месторождении Большой Башарт

Для всех хромитопроявлений Апшакской площади характерны незначительные размеры, приуроченность к дунитовым полосам среди гарцбургитов, согласное залегание рудной полосчатости с полосчатостью вмещающих пород и границами дунит-гарцбургитового комплекса Практически все рудные тела сложены хромитами с отчетливой полосчатостью, структуры разнозернистые с преобладанием среднезернистых руд (1-5 мм) Наибольшим развитием пользуются средне- и бед-

новкрапленные руды Почти все рудные тела характеризуются субширотным простиранием (аз пр 270-290°) В северной части падение тел субвертикальное, преимущественно на север, реже на юг (Ситновское рудопроявление) В южной части территории наблюдается выполаживание рудных тел (рудопроявления Кумысное, Саптарат, Южное) - угол падения 30-45 0 Незначительная часть рудопроявлений приурочена к рассланцованным серпентинитам Для них характерна гнездообраз-ная форма тел, очень незначительные размеры, преобладают густовкрапленные и сплошные руды

Малобашартовская площадь занимает юго-западную часть массива Южный Крака. Хромитовое оруденение здесь приурочено к полосовидным в плане телам дунитов, залегающим среди гарцбургитов В целом же для данной территории характерно развитие проявлений относительно богатых хромитовых руд (до 45 % Сг203) при малой мощности рудных тел (обычно 0,2-0,1 м) и значительной их протяженности Рассматриваемая площадь включает в себя шесть участков Малого Башарта, три участка Асю и два Муромцево, а также рудопроявление Бала-Елга Все они приурочены к системе хребтов, протягивающихся вдоль ручьев М Башарт и Асю Поисковые работы были сосредоточены в пределах участков Малый Башарт III-VI и Муромцево-Бала-Елга

Большая часть рудопроявлений Малобашартовской площади приурочена к полосовидным телам дунитов среди гарцбургитов с простиранием 300-310° В южной части площади падение рудных тел преимущественно южное под углом 4560°, в северной части - северное под углом 45° Внутреннее строение хромитопро-явлений сходно с таковым на Апшакской площади согласное залегание рудных тел с дунит-гарцбургитовой полосчатостью, преимущественно среднезернистые, разнозернистые структуры, четкая полосчатость в рудных телах

Рассмотренные в этой главе хромитоносные площади массивов Средний и Южный Крака характеризуются рядом сходных черт Большая часть рудных тел характеризуется полосовидной формой в плане и залегает согласно с полосчатостью вмещающих пород Для большей части рудных тел характерно крутое падение (^45-90°) и приуроченность их к дунитам

Особенности строения заключаются в следующем рудные тела Хамитов-ской площади приурочены к мощной полосе дунитов с подчиненным количеством гарцбургитов, которая непосредственно граничит с полосчатым комплексом и габброидами Руды сложены мелкозернистыми хромшиинелидами На хромито-носных площадях массива Южный Крака рудные тела часто локализованы в сравнительно маломощных телах (10-30 м, реже до 100м) среди гарцбургитов На широте участков Кумысное - Саптарат теряется индивидуальность дунитовых тел -появляются дунит-гарцбургиты В пределах рудопроявления Южное оруденение сходно с таковым Саксей-Ключевской зоны Для хромитопроявлений массива Южный Крака наиболее характерна разнозернистая структура при преобладании среднезернистых руд

Рудные тела Хамитовской площади характеризуются субмеридиональным простиранием и вертикальным падением, Апшакской - широтным простиранием и вертикальным падением на севере, и более пологим северным (Z30-450) в центральной части Рудные тела и вмещающие их породы Малобашартовской площади имеют северо-западное простирание, крутое северо-восточное падение на севере и юго-западное на юге

ГЛАВА 7. СОСТАВ АКЦЕССОРНЫХ И РУДООБРАЗУЮЩИХ ХРОМШПИНЕЛИДОВ МАССИВОВ КРАКА

Наряду с главными породообразующими минералами альпинотипных гипер-базитов - оливином, орто- и клинопироксеном, в составе пород важная роль принадлежит хромшпинелидам Они присутствуют в акцессорных количествах в лер-цолитах и гарцбургитах, а в дунитах часто образуют рудные скопления Хромшпи-нелиды являются типоморфными минералами-индикаторами петрологических процессов, протекающих в ультрабазитах /Павлов, 1949, Irvine, 1965, Макеев, Брянчанинова, 1999 и др /

Микроскопическое изучение гипербазитов массивов Крака показало, что по мере роста магнезиальности пород в ряду лерцолит-гарцбургит-дунит постепенно изменяются формы выделения хромшпинелидов и цвет, характеризующий состав минерала В шпинелевых лерцолитах преобладают мелкие ксеноморфные выделения шпинелидов, обычно хорошо просвечивающие в проходящем свете, цвет - от светло-желтого и зеленовато-желтого до желтовато-оранжевого При метаморфизме, что наблюдается достаточно редко, по краям зерен минералов образуется кайма из непросвечивающего хром-магнетита (магнетита) Для шпинель-плагиоклазовых разновидностей перидотитов характерно наличие двух генераций хромшпинелидов Наряду с описанными выше формами выделения, в ассоциации с плагиоклазом развигыцепочки практически не просвечивающих шпинелидов При переходе от шпинелевых лерцолитов к гарцбургитам окраска хромшпинелидов становится более темной, от оранжевой до красно-коричневой и бурой, появляется больше ги-пидиоморфных зерен Для дунитов и хромитов наиболее характерны идиоморф-ные, почти непросвечивающие или слабо просвечивающие в красно-коричневых тонах зерна.

По составу хромшпинелиды массивов Крака образуют три обособленные группы Первая включает в себя фигуративные точки акцессорных хромшпинелидов из лерцолитов и гарцбургитов и охватывает диапазон составов от пикотита до хромпикотита. Для них характерна низкая хромистость и высокая глиноземистость при незначительной роли окисного железа, отмечаются довольно широкие вариации отношений Сг/А1 и Fe2+/Mg Вторая группа включает в себя составы хромшпинелидов из околорудных дунитов и хромитовых тел дунит-гарцбургитового комплекса Наиболее высокохромистые хромшпинелиды характерны для дунитов и хромитов Саксей-Ключевской и Шатранской зон (Средний Крака), а также прояв-

ления Лактыбаш (Южный Крака), где дунитовые тела характеризуются наибольшей мощностью Несколько ниже отношение Сг/А1 и содержание Сг2Оз в хромитах, локализованных среди дунитовых тел мощностью 20-40 м в пределах Апшакской площади, еще ниже они в хромшпинелидах рудных тел, приуроченных к маломощным дунитовым жилам и гарцбургитам Для хромшпинелидов Саксей-Ключевской и Шатранской зон характерна несколько более высокая железистость, их составы приближаются к субалюмоферрихромиту и субферрихромиту, тогда как хромшпинелиды Апшакской площади большей частью соответствуют алюмохро-миту и субферриалюмохромиту Третья, самая малочисленная группа, представлена анализами железистых хромшпинелидов, образующих рудные скопления среди пород полосчатого комплекса - верлитов и клинопироксенитов Среди верлитов они обычно развиты в виде маломощных полос средне- и бедновкрапленного типа мелкозернистого строения В клинопироксенитах железистые хромиты образуют небольшие по масштабам (0,п -10 м) штокверкообразные обособления, сложенные тонкими (0,п - 10 см) разнонаправленными прожилками массивных руд К ним приурочены повышенные содержания платины и палладия /Сначев и др , 2001/

Таким образом для акцессорных хромшпинелидов массивов Крака характерен протяженный эволюционный тренд составов от пикотита до хромита Состав хромшпинелидов обнаруживает четкую зависимость от состава пород Наиболее богатые глиноземом шпинели характерны для лерцолитов, а наиболее высокохромистые связаны с дунитами В то же время состав хромшпинелидов практически не зависит от положения пород в разрезе и близости к рудным объектам

Хромшпинелиды массивов Крака в целом очень слабо метаморфизованы, что находится в соответствии с установленной ранее невысокой степенью метаморфизма и тектонической переработки самих гипербазитов Все проанализированные монофракции рудных хромшпинелидов дунит-гарцбургитового комплекса характеризуются высокохромистым составом, в пределах массивов практически отсутствуют хромитопроявления глиноземистых руд Установлена прямая корреляция между хромистостью рудообразующих шпинелидов и мощностью дунитовых тел

ГЛАВА 8. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ХРОМИТОВОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ПРЕДЕЛАХ МАССИВОВ КРАКА

При анализе геологической позиции и внутреннего строения месторождений и рудопроявлений массивов Крака выявлены следующие закономерности Подавляющее большинство хромитопроявлений приурочено к дунитовым телам При этом выявляются два главных типа объектов 1) в небольших по мощности полосо-видных и жилообразных телах дунитов среди гарцбургитов и пород дунит-гарцбургитового комплекса, 2) в крупных дунитовых телах, обычно также полосо-видной в плане формы, при подчиненном развитии гарцбургитов, вблизи контакта с верлитами и клинопироксенитами габброидного комплекса

Хромитопроявления первого типа преимущественно распространены на массиве Южный Крака К ним относятся месторождения им Менжинского и Малый Башарт и подавляющее большинство рудопроявлений (Лактыбаш, Придорожное, Ситновское и др ) Хромитовое оруденение как правило приурочено к дунито-вым полосам в дунит-гарцбургитовом комплексе или жилообразным, полосовид-ным телам с четкими границами среди гарцбургитов Мощность таких тел варьирует от 10 до 50 м, очень редко достигает 100 м (Лактыбаш), длина составляет от 50 до 300 м, редко - до 500-1000 м (Малый Башарт, им Менжинского) Хромиты внутри дунитовых тел слагают либо единичные рудные тела, либо несколько параллельных тел мощностью 0,1-1 м Отдельные рудные прожилки обычно невы-держаны по простиранию, прерывистые, ветвящиеся Простирание их всегда согласно с контактами дунит-гарцбургитовой полосчатости и конформно с ориентировкой минеральной уплощенности в гарцбургитах

Для внутреннего строения рудных тел очень характерна полосчатая текстура Она обусловлена чередованием полос с различной густотой вкрапленности хром-шпинелидов, реже - участков с различной структурой По густоте вкрапленности среди разновидностей хромитов преобладает средневкрапленный тип с содержанием рудных минералов 30-60% от общего объема породы Структура руд варьирует от мелкозернистой (0,1-1 мм) до пегматоидной (более 20 мм), наибольшим распространением пользуются среднезернистые хромиты (1-3 мм) Состав рудообразую-щих хромшпинелидов данного типа довольно выдержан и соответствует алюмо-хромиту с содержанием Сг203 50-56%, то есть относится к высокохромисгому типу

В южной части Апшакской площади наблюдается увеличение роли дунитов в разрезе, их частое чередование с гарцбургитами При этом залегание дунит-гарцбургитовой полосчатости и согласных с ней рудных тел выполаживается (Z30-45°) Простирание их также субширотное, падение северное мощность полос до 1 м Рудопроявления здесь приурочены к широтной зоне, протягивающейся от участка «Кумысный» на западе до участка «Саптарат» на востоке Скорее всего, зона протягивается в восточном направлении до месторождения Большой Башарт Об этом свидетельствуют близкие геологические условия залегания и текстурно-структурные особенности рудных тел пологие углы падения (до горизонтальных), преобладание крупнозернистых руд, развитие пегматоидных структур Южнее, в пределах Мало-Башартовской площади, преобладает северо-западное простирание дунит-гарцбургитовой полосчатости и минеральной сланцеватости в ультрабази-тах В соответствии с ними находится и залегание рудных тел При этом в северной части зоны наблюдается северное падение (/¿45-60°) рудных тел (месторождения им Менжинского, им Муромцева), а в южной - крутое южное (^60-80°) падение (месторождение Малый Башарт III-VI)

Хромитопроявления рассмотренного выше типа имеют очень широкое распространение в пределах гипербазитовых массивов Крака и Южного Урала в целом По геологическому строению и текстурно-структурным особенностям они близки к месторождениям северной части Кемпирсайского массива, но отличаются от них составом рудообразующего хромшпинелида (на проявлениях массивов Крака он более хромистый)

Хромитопроявления второго типа наиболее характерны для юго-западной части массива Средний Крака (Саксей-Ключевская площадь) Они приурочены к мощным дунитовым телам вблизи контакта дунит-гарцбургитового комплекса с полосчатым Рудовмещающими породами здесь являются дуниты, среди них в подчиненных количествах встречаются линзы и прослои гарцбургитов Полосчатость дунитов и гарцбургитов, а также минеральная уплощенность субсогласны с залеганием рудных тел Наиболее характерно для данного участка северо-северо-западное простирание (аз прост 320-350°) и субвертикальное падение (./70-90°) всех структурных элементов Мощность дунитовых тел составляет 100-200 м, протяженность от 300-400 м до 2-3 км

В расположении хромитов внутри дунитов не наблюдается какой-либо закономерности Рудные тела обычно характеризуются также полосовидной в плане формой, имеют крутые углы падения (до вертикальных), согласны с залеганием вмещающих пород В данном типе оруденения, как и в рассмотренном выше, наблюдается значительная изменчивость рудных тел по простиранию В первую очередь это касается густоты вкрапленности хромшпинелидов Содержание окиси хрома в рудах изменяется в широких пределах (5-40%), преобладают редко- и средневкрапленные руды (10-15% Сг203) Более богатые руды (30-40% Сг20з) обычно слагают незначительные по мощности (0,1-1 м) участки рудных тел длиной до 50-70 м Мощность рудных тел достигает 36 м при среднем содержании окиси хрома 5-10% Общими для всех рудопроявлений данного типа являются полосчатая текстура руд и мелкозернистая структура (0,1-1 мм)

Хромитопроявления Саксей-Ключевского рудного поля массива Средний Крака по геологической позиции, особенностям внутреннего строения, текстурно-структурным особенностям руд, составу рудо- и породообразующих минералов очень близки к месторождениям Хабарнинского массива. Кроме того, проявления данного типа известны в северной части Нуралинского массива (Нуралинское, Курманкульское), а также на Среднем Урале (Первомайская группа месторождений Ключевского массива)

В значительно меньшей степени на изученной территории представлены проявления 1) в массивных перидотитах с маломощной дунитовой оторочкой, 2) в верлитах и клинопироксенитах полосчатого комплекса и 3) в рассланцованных серпентинитах

Месторождениие №33 является чуть ли не единственным примером объектов, приуроченным к массивным перидоттам (лерцолитам) с незначительной по

мощности дунитовой оторочкой По геологическому строению, текстурно-структурным особенностям руд данное месторождение сходно с объектами Хали-ловского массива. Среди метаморфизованных аналогов следует отметить месторождения Верблюжьегорского массива Рудопроявления, приуроченные к рассланцо-ванным серпентинитам, весьма многочисленны в пределах массивов Крака, но представлены очень мелкими по масштабам скоплениями хромитов Для них наиболее характерны сплошные и густовкрапленные руды Расположены подобные рудопроявления обычно по периферии массивов, в зонах меланжа или в тектонических зонах внутренних частей массивов К верлитам и клинопироксенитам габбро-идного комплекса массива Средний Крака приурочено несколько мелких проявлений железистых хромитов Для них характерны очень незначительные размеры, преобладание мелкозернистых массивных и густовкрапленных разновидностей, высокое содержание в рудообразующем хромшпинелиде железа и повышенные содержания в рудах платиноидов (платины и палладия)

ГЛАВА 9. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ХРОМИТОПРОЯВЛЕНИЙ МАССИВОВ КРАКА

Генезис хромитовых месторождений дунит-гарцбургитовой (альпинотипной) формации на протяжении долгих лет является предметом оживленной дискуссии Не вдаваясь в подробности всех существующих точек зрения, отметим, что наиболее популярными являются магматическая /Соколов, 1948, Павлов, 1973, Кравченко, 1969, Маракушев, 1988 и др / и метасоматическая /Москалева, 1974, Макеев, 1992/ гипотезы При этом сторонники различных гипотез сходятся во мнении, что образование месторождений хромитов неразрывно связано со становлением массивов материнских пород

По мере накопления фактического материала по строению рудоносных комплексов, экспериментальных данных по петрологии ультрабазитов, данных по изучению ультрабазитов океана, выявились многочисленные факты, противоречащие как магматическому, так и метасоматическому способу образования месторождений хромовых руд Среди них отметим следующие 1) установлена важная роль в локализации оруденения «экранирующих поверхностей» - гарцбургитов, которыми являются менее пластичными по сравнению с дунитами, 2) становление многих месторождений происходило при воздействии на систему бокового давления /Кравченко, 1969/, 3) установлено широкое развитие мегабудинажа в рудных телах и гарцбургитах, не соответствие морфологии залежей магматическому механизму образования, 4) для месторождений характерна не магматическая зональность тел в центре - массивные руды, по периферии - вкрапленные /Москалева, 1974/

В последние десятилетия, в связи со сменой парадигмы в геологии (переход от фиксизма к мобилизму), получила развитие гипотеза реститового образования альпинотипных гипербазитов в процессе частичного плавления мантийного субстрата Она согласуется с экспериментальными данными по плавлению ультраба-

зитов, установлено сходство гипербазитов дунит-гарцбургитовой ассоциации и ги-пербазитов дна океана /Пейве, 1969, Савельева, 1987 и др / Предположение о частично расплавленном состоянии гипербазитов согласуется с геофизическими данными о наличии в верхней мантии области пониженных скоростей Вместе с тем, в рамках данной гипотезы недостаточно разработан механизм образования хромито-вых месторождений Упрощенная трактовка генезиса месторождений хромитов, как результата рестирования гипербазитов с выделением хрома в виде рудообра-зующего хромшпинелида, недостаточна и не объясняет ряда наблюдающихся фактов 1) неравномерного (плеядного) распределения хромитовых месторождений на площади массивов, 2) несоответствие объемов хромитовых руд и рудовмещающих дунитов и значительные вариации их соотношений в разных случаях, 3) согласное положение рудных тел и первичной полосчатости гипербазитов в одних случаях и несогласное в других, 4) не объясняет механизм образования штокверков дунитов

Сопоставление накопленных на сегодняшний день экспериментальных данных в области петрологии ультрабазитов и фактического материала по строению массивов дунит-гарцбургитовой формации, отдельных рудных тел и месторождений как на массивах Крака, так и в пределах некоторых других хромитоносных комплексов Южного Урала (Кемпирсайского, Хабарнинского, Халиловского, Ну-ралинского, Верблюжьегорского и др) позволило автору предложить оригинальную модель образования хромитопроявлений в офиолитах

Предлагаемая нами модель формирования хромитовых концентраций основывается на следующих положениях

1) массивы альпинотипных гипербазитов представляют собой вещество в той или иной степени обедненное легкоплавкими компонентами верхней мантии, де-плетирование которого началось с подъемом мантийного диапира в условиях риф-тогенеза, 2) первичная полосчатость массивов залегает субвертикально, в соответствии с направлением путей проникновения расплава и градиентом общего давления, 3) основная масса хромшпинелидов, послужившая исходным материалом для месторождений, выделилась из пироксенов при деплетировании в условиях рифто-генеза, 4) концентрация хромшпинелидов в рудные тела происходила в результате пластического течения дунитов в восходящем потоке (полосовидных телах) с образованием рудных обособлений, сложенных вкрапленными рудами, согласных с полосчатостью ультрабазитов

Образование хромитовых концентраций происходит как в режиме растяжения, так и в режиме сжатия, но на каждом из этих этапов имеет свои особенности В пределах массивов Крака наибольшее развитие имели процессы, связанные с рифтогенезом

Первый этап формирования скоплений хромитовых руд связан с режимом растяжения в условиях рифтогенеза В это время происходит подъем мантийного вещества, его частичное плавление и деплетирование (обеднение легкоплавкими компонентами) Тугоплавкий остаток, представленный дунитами, обогащается

хромом, выделяющимся в виде большого количества хромшпинелидов Дуниты образуют субсогласные полосовидные тела среди перидотитов Рудные тела характеризуются преимущественно вкрапленными структурами, для них характерно субсогласное залегание с дунит-гарцбургитовой полосчатостью В геодинамическом плане - это режим континентального и океанического рифтогенеза.

На данном этапе формируются два типа хромитопроявлений Хромитопрояв-ления I типа образуются в относительно глубоких частях поднимающегося мантийного диапира Они образуют полосовидные тела вкрапленных руд в небольших по мощности (10-50 м) и протяженности (50-200 м, редко до 1000 м) полосовидных и уплощенно-линзовидных телах дунитов, согласных перидотитовой полосчатости Текстуры вкрапленные, полосчатые, структуры средне- крупнозернистые (им Менжинского, Ситновское, Лактыбаш, Придорожное и др )

Хромитопроявления II типа образуются в верхних частях мантийного диапира Локализуются они в крупных полосовидных телах дунитов, вблизи контакта с породами габброидного комплекса и сложены обычно бедновкрапленными мелкозернистыми полосчатыми рудами Примеры Саксей-Ключевская зона (Крака), Ну-ралинское и Курманкульское месторождения (Нурали) и др

Термодинамические условия хромитообразования на данном этапе, по-видимому, не отличаются от тех, которые рассчитаны для начальных фаз подъема мантийного вещества с уровня астеносферы в восходящем конвективном потоке температура процесса примерно составляла 1000-1200°С, а давление около 7 кбар /Щербаков, 1990, Савельева, Перцев, 1995 и др /

В ходе второго этапа происходит локализация выделившегося ранее рассеянного рудного вещества в компактные тела, сложенные густовкрапленными и массивными рудами На наш взгляд, этот процесс связан с воздействием на мантийные гипербазиты бокового давления и обусловлен началом сжатия

На данном этапе наряду с лерцолитовым, гарцбургитовым и дунит-гарцбургитовым структурно-вещественными комплексами, характеризующимися полосчатым строением, образуется комплекс пространственно совмещенных крупных штоко- и линзообразных дунитовых тел и обрамляющих их гарцбургитов со штокверком дунитовых жил («сетчатые жилы дунитов») Именно к данной геологической обстановке приурочены наиболее крупные месторождения хромитов Полярного Урала и Кемпирсайского массива

В условиях сжатия на месте хромитопроявлений I и II типов образуются более концентрированные месторождения III и IV типов

III тип представлен чаще всего одиночными жилообразными крутопадающими телами, сложенными массивными, густовкрапленными, реже - нодулярными рудами При образовании месторождений хромшпинелиды, заключенные в пластичном дуннте, испытали значительные перемещения вдоль экранирующих поверхностей - гарцбургитов, в ходе которых происходило обогащение рудных тел в результате метаморфического перераспределения вещества Примеры месторож-

дения в гипербазитах Главного Уральского разлома, Верблюжьегорского и других массивов, представленные единичными рудными телами

IV тип представлен крупными залежами, обычно - комбинацией линзовид-ных и жилообразных тел, часто встречаются мощные пологозалегающие линзы в сочетании с менее мощными крутопадающими телами Оси залежей обычно ортогональны к полосчатости вмещающих пород Текстуры массивные, густовкрап-ленные, полосчатость встречается редко, направлена обычно под углом к осям лин-зовидных залежей и субсогласна с полосчатостью вмещающих пород Структуры крупнозернистые, среднезернистые, отмечается сгущение густоты вкрапленности к центральным частям тел и вблизи «экранирующих поверхностей», по густоте вкрапленности сплошные, густовкрапленные Типичные представители данного типа объектов - месторождения Главного рудного поля Кемпирсайского массива

Условия образования месторождений III и IV типов, по-видимому, соответствуют рассчитанным С А Щербаковым /1990/ для второго этапа тектонических деформаций альпинотипных ультрабазитов (Т = 700-1000°, р = 5-7 кбар), при которых хрупкие деформации преобладали над пластическими

Этап сжатия наиболее ярко проявлен в массивах гарцбургитового типа. На массивах Крака он выражен очень слабо На наш взгляд, в это время образованы месторождения №33 (тип III) и частично произошло преобразование месторождения Большой Башарт (переходный тип от I к IV)

ГЛАВА 10. ПЕРСПЕКТИВЫ МАССИВОВ КРАКА НА ВЫЯВЛЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРОМИТОВ И ИХ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Подход к решению поставленной в настоящем подзаголовке задачи может быть двояким Во-первых, это определение масштабов развития в пределах массивов хромитового оруденения бедновкрапленного типа, предпосылок для выявления новых подобных объектов, оценка возможности их рентабельной разработки и комплексного использования руд и вмещающих пород Во-вторых, это определение предпосылок для обнаружения в пределах массивов Крака «традиционных» промышленных залежей хромитовых руд, близких по качественному и количественному составу к разрабатываемым на протяжении 70-ти лет месторождениям Главного рудного поля Кемпирсайского массива.

Для решения первой задачи следует сосредоточить поисковые работы в пределах Саксей-Ключевской зоны массива Средний Крака Здесь есть все основания ожидать наличия довольно крупных месторождений средне- и бедновкрапленных хромитов, сходных по строению и вещественному составу с месторождениями Ха-барнинского и Ключевского массивов Уже первые шаги в этом направлении позволили проследить ряд перспективных рудоносных зон Возможность обогащения таких руд показана на примере месторождений Первомайской группы еще в 1970-х

годах /Шумихин, 1979ф/ Кроме того, в настоящее время химической и огнеупорной промышленностью могут быть востребованы и рудовмещающие дуниты

Наиболее сложным является решение второй задачи Дело в том, что до настоящего времени в пределах массивов Крака не было известно ни одного более или менее значимого месторождения, разработка которого могла бы идти без обогащения Этому препятствует в первую очередь весьма малая мощность рудных тел Кроме того, запасы даже наиболее крупных объектов не превышают первых сотен тысяч тонн хромитов со средним содержанием 35% Сг20з

Вопрос обогащения руд подобных месторождений в настоящее время решен благодаря разработке новых методов крупно-кусковой сепарации Опробация данного способа обогащения хромитов проводилась на рудопроявлениях Апшакской площади ООО «ГДК Хром» при помощи дробильно-сортировочного комплекса Радиомеягрическое крупно-кусковое обогащение осуществлялось на двухканальном рентгенорадиометрическом сепараторе СРФ-2-100/10, изготовленном ООО "Радос" (г Красноярск) Предварительно раздробленная сырая руда проходила процесс грохочения, затем класс крупности обломков -100+10 мм сортировался на сепараторе с выходом двух продуктов - концетрата и хвостов

Опыт работы на кракинских рудопроявлениях показал, что более приемлема трехпродуктовая схема переработки бедных и разубоженных при добычи богатых хромитовых руд Исходная руда, содержащая включения вмещающих пород, с содержанием 5-20% Сг203 поступает после предварительного дробления и грохочения на рентгено-радиометрический сепаратор В результате сепарации образуются 1) кусковой концентрат (не менее 35% Сг2Оз), который является сырьем для металлургической промышленности, 2) хвосты, представленные дунитами с температурой плавления выше 1600°С, которые могут являться сырьем для производства огнеупоров, 3) промежуточный продукт (15% Сг203) Далее промежуточный продукт перерабатывается на струйной мельнице с получением тонкого хромитового концентрата (45-55% Сг203) и дунитовой крошки, которые также могут найти практическое применение в металлургии и производстве огнеупоров

Запасы месторождений, сложенных относительно богатыми рудами, незначительны Выявление более крупных объектов в пределах массивов маловероятно по следующим причинам 1) массивы Крака являются слабо деплетированными, большинство исследователей относит их к «лерцолитовому типу» офиолитов /Савельева, 1987 и др /, 2) полосчатый дунит-гарцбургитовый комплекс хотя и слагает довольно обширные участки, но характеризуется слабым развитием дунитов, за исключением Саксей-Ключевской зоны, 3) на массивах Крака не выявлен сетчатый дунит-гарцбургитовый комплекс, сопровождаемый крупными линзовидными и штокообразными дунитовыми телами, вмещающими обычно промышленное ору-денение

Вместе с тем, наличие в восточных частях массивов месторождений, сформированных в обстановке сжатия, позволяет связывать некоторые перспективы в

отношении хромитоносноети именно с этими участками Однако, методика их поисков представляет предмет отдельного исследования Определенные перспективы, по-видимому, связаны с восточной частью западного блока массива Южный Крака Обусловлено это следующими причинами в широтной полосе Кумысный-Саптарат-Большой Башарт при сходстве геологического строения, с запада на восток происходит постепенное улучшение качественного состава руд, происходит увеличение размеров и мощности рудных тел, усложняется их морфология, что свидетельствует об увеличении в восточном направлении компоненты сжатия, в результате чего возрастает «концентрированность» оруденения Не исключено, что на восточном продолжении данной полосы возможно обнаружение новых, может быть более крупных месторождений

Заключение

Основные выводы, вытекающие из приведенного в работе материала, следующие

1 Гипербазитовые массивы Крака относятся к лерцолитовому типу альпино-типной формации Сложены они в различных соотношениях породами лерцолито-вого, гарцбургитового, дунит-гарцбургитового и габброидного структурно-вещественных комплексов

2 Гипербазиты массивов Крака являются слабодеплетированными и по петрогеохимическим характеристикам сопоставимы с мантийным субстратом кон-тинентально-рифтогенных структур

3 Хромитовое оруденение в пределах массивов Крака распределено неравномерно Наиболее значительные хромитопроявления сосредоточены на Хамитов-ской (Средний Крака), Апшакской и Малобашартовской (Южный Крака) площадях Для первой из них характерен бедновкрапленный, для двух других среднев-крапленный и густовкрапленный типы оруденения

4 Для акцессорных хромшпинелидов массивов Крака намечается протяженный эволюционный тренд составов от пикотита до хромита Состав хромшпинелидов обнаруживает зависимость от состава вмещающих пород Наиболее богатые глиноземом шпинели характерны для лерцолитов, а наиболее высокохромистые связаны с дунитами Рудообразующие хромшпинелиды обладают устойчивым высокохромистым составом

5 Подавляющее большинство хромитовых проявлений массивов Крака приурочено к дунитовым телам При этом выделяются два главных типа объектов 1) в небольших по мощности полосовидных и жилообразных телах дунитов среди гарцбургитов и пород полосчатого дунит-гарцбургитового комплекса (Южный Крака), 2) в крупных дунитовых телах, обычно также полосовидной в плане формы, при подчиненном развитии гарцбургитов, вблизи контакта с верлитами и кли-нопироксенитами габброидного комплекса (Средний Крака) В значительно меньшей степени представлены проявления в массивных перидотитах с маломощной

дунитовой оторочкой, в верлитах и пироксенитах полосчатого комплекса, в рас-сландованных серпентинитах

6 Образование хромитового оруденения альпинотипной формации происходит в два этапа. Первый этап связан с рифтогенной обстановкой и высвобождением рудного вещества при деплетировании силикатов (пироксенов) в виде собственной минеральной фазы — хромшгшнелида. В ходе второго этапа в обстановке сжатия происходила локализация ранее накопленного рассеянного рудного вещества в компактные рудные тела. В пределах массивов Крака наибольшее развитие имели процессы, связанные с режимом растяжения, второй этап проявлен очень незначительно

7 Перспективы массивов Крака на поиски месторождений средне- и беднов-крапленных хромитовых руд связаны с Саксей-Ключевской зоной (Средний Крака), где широко развиты дуниты дунит-гарцбургитового структурно-вещественного комплекса. Определенными перспективами на выявление богатого хромитового оруденения в промышленных масштабах обладают восточные части массивов Средний и Южный Крака Здесь отмечено, хотя и в незначительном объеме, концентрирование оруденения, обусловленное проявлением процессов сжатия

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Новые данные по минералогии и платиноносности ультрабазитов "габбро-идного" комплекса массива Средний Крака (Южный Урал) / Материалы VII научной студенческой школы "Металлогения древних и современных океанов - 2001 История месторождений и эволюция рудообразования" Миасс ИМин УрО РАН, 2001 С 259-261

2 Новые данные по геологии "габброидного" комплекса массива Средний Крака / Материалы IV Республиканской геологической конференции "Геология и перспективы расширения сырьевой базы Башкортостана и сопредельных территорий", т1 Уфа ИГ УНЦ РАН, 2001 С 186-192 В соавторстве с Савельевым Д Е

3 Хромитоносность южной части массива Средний Крака (Южный Урал) / Материалы УШ научной студенческой школы "Металлогения древних и современных океанов - 2002 Формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах" Миасс ИМин УрО РАН, 2002 С 112-117 В соавторстве с Савельевым Д Е , Сначевым В И

4 Хромитоносность гипербазитовых массивов Крака (Южный Урал) / Материалы XIII молодежной конференции Геология и геоэкология исследования молодых, т 2 Апатиты, 2002 С 84-86 В соавторстве с Савельевым Д Е

5 Хромитовые месторождения массивов Крака / Материалы 12-й научной конференции «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента» Сыктывкар ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2003, С 232-234 В соавторстве с Савельевым Д Е

6 Особенности строения и состава хромитовых месторождений массивов Крака (Южный Урал) / Материалы XX молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" Иркутск, 2003 С 171-173 В соавторстве с Савельевым Д Е

7 Хромитовые объекты массивов Крака и перспективы их практического использования / Материалы V республиканской геологической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана» Уфа ИГ УНЦ РАН, 2003 С 116-119 В соавторстве со Сначевым В И , Савельевым Д Е

8 Геологическое строение и хромитопроявления Апшакской площади (массив Южный Крака, Южный Урал) / Материалы X научной студенческой школы «Металлогения древних и современных океанов - 2004 Достижения на рубеже веков» Миасс ИМин УрО РАН, 2004 В соавторстве с Савельевым Д Е Сначевым ВИ

9 Закономерности распределения РЗЭ в породообразующих минералах бази-тов и гипербазитов массива Средний Крака / Геология и металлогения ультрама-фит-мафитовых и гранитоидных интрузивных ассоциаций складчатых областей X Чтения А Н Заварицкого Екатеринбург, 2004 с 236—239 В соавторстве с Савельевым Д Е

10 Геологическое строение и хромитоносность Ключевской площади (массив Средний Крака, Ю Урал) / Материалы XI научной студенческой школы «Металлогения древних и современных океанов - 2005 Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах», т 2 Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 114-117 В соавторстве с Бажиным Е А , Савельевым Д Е

11 Геологическое строение и хромитоносность Мало-Башартовской площади (Южный Крака, Ю Урал) / Материалы XI научной студенческой школы «Металлогения древних и современных океанов - 2005 Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах», т2 Миасс ИМин УрО РАН, 2005 С 117-119 В соавторстве с Шияновой А А , Савельевым Д Е

12 Акцессорные и рудные хромшпинелиды массивов Крака / Материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана» Уфа, 2006 с 120-125 В соавторстве с Савельевым Д Е , Бажиным Е А , Шияновой А А

13 К проблеме генезиса хромитового оруденения в гипербазитах альпинотип-ной формации / Вестник МГУ, 2006, №6 с 3-8 В соавторстве с Савельевым Д Е , Сначевым В И, Романовской М А

14 Реститово-метаморфогенный механизм образования месторождений хромитов альпинотипной формации / Эндогенное оруденение в подвижных поясах ХП1 Чтения памяти А Н Заварицкого Екатеринбург, 2007 с 218-222 В соавторстве с Савельевым Д Е , Сначевым В И, Бажиным Е А

Савельева Елена Николаевна

ХРОМИТОНОСНОСТЬ ГАББРО-ГИПЕРБАЗИТОВЫХ МАССИВОВ КРАКА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 021319 от 05 01 99 г

Подписано в печать 19 09 2007 г Бумага офсетная Формат 60x84/16 Гарнитура Times Отпечатано на ризографе Уел печ л 1,61 Уч-изд л 1,68 Тираж ЮОэкз Заказ 516

Редакционно-издательский центр Башкирского государственного университета 450074, РБ, г Уфа, ул Фрунзе, 32

Отпечатано на множительном участке Башкирского государственного университета 450074, РБ, г Уфа, ул Фрунзе, 32

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Савельева, Елена Николаевна

Введение

1. История изученности

2. Геологическое строение массивов Крака

3. Петрогеохимическая характеристика пород массивов Крака

4. Хромитовые месторождения и проявления массивов Крака

4.1. Северный Крака

4.2. Средний Крака

4.3. Южный Крака

4.4. Узянский Крака

5. Критерии хромитоносности

6. Хромитоносность перспективных участков массивов Крака

6.1. Хамитовская площадь

6.2. Апшакская площадь

6.1.1. Участок «Ашкарка»

6.2.2. Участок «Кумысный»

6.2.3. Участок «Саптарат»

6.2.4. Участок «Южный»

6.2.5. Участок «Пастушье-Медвежье»

6.3. Малобашартовская площадь

7. Состав акцессорных и рудообразующих хромшпинелидов

8. Закономерности размещения хромитового оруденения в пределах массивов Крака

9. Модель формирования хромитопроявлений массивов Крака

10. Перспективы массивов Крака на выявление практически значимых месторождений хромитов и их комплексное использование

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Крака"

Актуальность исследований определяется острым дефицитом хромитово-го сырья в России, который обусловлен распадом Советского Союза и потерей хромитовых месторождений Южно-Кемпирсайской группы (Казахстан). Разработка их давала 96% союзной добычи хрома. Кроме того, уникальность запасов Юж-но-Кемпирсайских месторождений сыграла отрицательную роль в изучении других гипербазитовых массивов Урала: в конце 1930-х годов почти повсеместно в регионе поисковые работы на хромиты были свернуты.

В российской части Урала разрабатывается единственное месторождение глиноземистых хромитов Сарановского массива (Пермская область), на Полярном Урале разведано и готовится к эксплуатации месторождение Центральное (массив Рай-Из). Еще несколько перспективных объектов разведуется на Кольском полуострове и в Карелии. Но все это не снимает проблемы поисков новых месторождений. Создавшаяся в России с начала 1990-х годов ситуация с хромом привела к тому, что более 90% его потребности покрывается за счет импорта из стран СНГ, на что расходуются довольно значительные валютные суммы.

На Южном Урале к числу перспективных относится территория Республики Башкортостан, где еще с начала XX века известны многочисленные рудопрояв-ления хромитов. Подавляющее их большинство сосредоточено в гипербазитовых массивах Крака. В случае же открытия здесь даже небольших по запасам месторождений они будут являться очень благоприятными с экономической точки зрения (развитая сеть автодорог, близость источников энергии и т. д.).

В научном плане актуальность работы обусловлена отсутствием на сегодняшний день единой обоснованной концепции формирования хромитовых месторождений в массивах альпинотипной формации, которая бы учитывала современные представления о строении и вещественном составе верхней мантии. Существующие представления о хромитах как о ранне- и позднемагматических образованиях находятся в противоречии с теоретическими и экспериментальными данными.

Цель работы. Целью данной работы является определение закономерностей размещения хромитовых месторождений габбро-гипербазитовых массивов Крака. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Установление степени деплетирования массивов Крака на основе создания и обработки базы геохимических данных.

2. Изучение условий локализации, вещественного состава, геологического положения и других особенностей рудных тел проявлений и известных месторождений хромитов.

3. Выявление закономерностей размещения различных типов хромитового оруденения.

4. Опробация поисковых признаков и критериев на хромитовое оруденение в пределах массивов Крака.

5. Разработка механизма формирования хромитовых руд.

6. Оценка перспектив гипербазитовых массивов Крака на поиски хромитового оруденения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведена классификация хромитопроявлений, в значительной мере обновлен и дополнен реестр хромитовых объектов массивов Крака.

2. Для перспективных на хромиты участков составлены карты дунитовой составляющей, составлены схемы геологического строения Саксей-Ключевской и Апшакской площадей.

3. В пределах массивов выявлены и описаны новые хромитопроявления (около 20), изучен состав хромшпинелидов из руд и вмещающих гипербазитов.

4. Предложена двухстадийная модель образования хромитовых объектов и на ее основе проанализированы закономерности размещения хромитовых месторождений и проявлений.

5. Дана оценка перспектив массивов Крака на выявление и комплексное использование месторождений хромитов, предложена рациональная схема их обогащения.

Практическая значимость работы. Исследования автора явились основой хоздоговорного отчета по теме «Прогнозная оценка хромитоносности массивов Крака» и использовались горно-добывающей компанией «Хром», горно-рудной компанией «Восток» и ООО «Уралметаллкомплект» для проведения поисковых работ на хромитовое оруденение. В результате проведения работ выявлены, изучены с поверхности и на глубину, а в дальнейшем и отработаны новые хромитовые объекты, среди которых наиболее крупными являются Лактыбаш, Придорожное, Ситновское. С целью повышения рентабельности разработки хромитовых месторождений предложена схема комплексного использования руд и вмещающих их дунитов. Анализ изученного материала позволил выделить в пределах массивов Крака ряд перспективных участков на поиски хромитового оруденения.

Защищаемые положения:

1. Хромитовое оруденение массивов Крака приурочено к магнезиальным ду-нитам, развитым на фоне общей слабой степени деплетирования гипербазитов. Хромиты, вмещающие дуниты и шпинелевые перидотиты характеризуются преимущественно согласной ориентировкой и крутыми углами падения первичной полосчатости.

2. Акцессорные хромшпинелиды из шпинелевых перидотитов массивов Крака образуют эволюционный тренд от пикотита до хромпикотита. Хромшпинелиды из дунитов и рудных тел обладают устойчивым высокохромистым составом.

3. В пределах массивов Крака преобладают два типа хромитопроявлений. Первый тип связан с небольшими по мощности полосовидными и жилообразными дунитовыми телами в дунит-гарцбургитовом комплексе. Рудные тела сложены средне- и крупнозернистыми, средне- и густовкрапленными полосчатыми хромитами. Второй тип представлен бедно- и средневкрапленными мелкозернистыми полосчатыми хромитами, залегающими в крупных дунитовых телах, расположенных вблизи контакта с породами габброидного комплекса. Для второго типа хромитопроявлений установлена четкая положительная корреляция масштабов оруденения с величиной дунитовой составляющей.

4. При образовании хромитовых руд массивов Крака основным фактором являлось деплетирование примитивных лерцолитов с образованием реститового дунит-гарцбургитового комплекса, сопровождавшееся выделением хромшпинели-дов и концентрацией их в полосовидные рудные тела.

Фактическая основа работы. В основу работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ 2000-2005 годов в составе лаборатории "Рудных месторождений" Института геологии УНЦ РАН при проведении поисковых и тематических работ.

Собственный аналитический материал, собранный автором включает в себя: более 200 силикатных и атомно-абсорбционных анализов пород, руд и монофракций хромшпинелидов, выполненных в химической лаборатории ИГ УНЦ РАН (аналитики Ягудина С.А. и Христофорова Н.Г.); 65 анализов гипербазитов на редкоземельные элементы (РЗЭ), выполненных нейтронно-активационным методом в

ЦЛАВ ГЕОХИ (г. Москва, аналитики Сапожников Д.Ю., Лоренц А.Л.). Изготовлено и описано 250 шлифов основных и ультраосновных пород. Петролого-минералогические исследования в полированных шлифах производились с помощью рентгеноспектрального микроанализатора JCXA-733 JEOL в ИМин УрО РАН (г. Миасс; аналитик Е.И. Чурин).

Объем и структура работы. Текст диссертационной работы состоит из введения, 10 глав и заключения. Она изложена на 156 страницах и сопровождается 58 иллюстрациями, 4 таблицами и 13 приложениями. Список литературы включает 116 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Савельева, Елена Николаевна

Основные выводы, вытекающие их приведенного в работе материала, следующие:

1. Гипербазитовые массивы Крака относятся к лерцолитовому типу альпино-типной формации. Сложены они в различных соотношениях породами лерцолито-вого, гарцбургитового, дунит-гарцбургитового и габброидного структурно-вещественных комплексов.

2. Гипербазиты массивов Крака являются слабодеплетированными и по петрогеохимическим характеристикам сопоставимы с мантийными породами под континентально-рифтогенными структурами.

3. Хромитовое оруденение в пределах массивов Крака распределено неравномерно. Наиболее значительные хромитопроявления сосредоточены на Хамитов-ской (Средний Крака), Апшакской и Малобашартовской (Южный Крака) площадях. Для первой из них характерен бедновкрапленный, для двух других среднев-крапленный и густовкрапленный типы оруденения.

4. Для акцессорных хромшпинелидов массивов Крака намечается протяженный эволюционный тренд составов от пикотита до хромита. Состав хромшпинелидов обнаруживает четкую зависимость от вмещающих пород. Наиболее богаты глиноземом шпинели характерны для лерцолитов, а наиболее высокохромистые связаны с дунитами. Рудообразующие хромшпинелиды обладают исключительно высокохромистым составом.

5. Подавляющее большинство хромитовых проявлений массивов Крака приурочены к дунитовым телам. При этом выделяются два главных типов объектов: 1) в относительно небольших по мощности полосовидных и жилообразных телах дунитов среди гарцбургитов и пород полосчатого дунит-гарцбургитового комплекса (Южный Крака); 2) в крупных дунитовых телах, обычно также полосивидной в плане формы, при подчиненном развитии гарцбургитов, вблизи контакта с верли-тами и клинопироксенитами габброидного комплекса (Средний Крака). В значительно меньшей степени представлены проявления: в массивных перидотитах с маломощной дунитовой оторочкой; в верлитах и пироксенитах полосчатого комплекса; в рассланцованных серпентинитах.

6. Предложен механизм формирования хромитовых месторождений. Показано, что образование оруденения альпинотипной формации происходит в два этапа. Первый этап связан с рифтогенной обстановкой и концентрацией рудного вещества при деплетировании силикатов (пироксенов) в собственно минеральную фазу - хромшпинелид. В ходе второго этапа в обстановке сжатия происходил локализация ранее накопленного рассеянного рудного вещества в компактные рудные тела. В пределах массивов Крака наибольшее развитие имели процессы, связанные с режимом растяжения, второй этап проявился очень незначительно в редуцированном виде.

7. Перспективы массивов Крака на поиски месторождений средне- и беднов-крапленных хромитовых руд связаны с Саксей-Ключевской зоной (Средний Крака), где широко развиты дуниты дунит-гарцбургитового структурно-вещественного комплекса. Определенными перспективами на выявление богатого хромитового оруденения в промышленных масштабах обладают восточные части массивов Средний и Южный Крака. Именно здесь, отмечено хотя и в незначительном объеме, концентрирование оруденения, обусловленное проявлением процессов сжатия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Савельева, Елена Николаевна, Москва

1. Опубликованная

2. Варлаков А.С. Генезис хромитового оруденения в альпинотипных гиперба-зитах Урала /Петрография ультраосновных и щелочных пород Урала. Свердловск, 1978. с. 63-82.

3. Дмитриенко Г.Г., Паланджян С.А. О петрохимических критериях серпенти-низации альпинотипных ультрамафитов.//Геохимия. 1988. №9. с. 1249-1260.

4. Казанцева Т.Т. Геологическое строение северной части Зилаирского синкли-нория Южного Урала в связи с перспективами нефтегазоносности. Автореферат дис.канд.г.-м.наук. М.: ГИН АН СССР. 1970. 21 с.

5. Казанцева Т.Т., Камалетдинов М.А. Об аллохтонном залегании гипербазитовых массивов западного склона Южного Урала //Доклады АН СССР. 1969, т. 189, №5. с. 1077-1080.

6. Казанцева Т.Т., Камалетдинов М.А., Гафаров Д.А. Об аллохтонном залегании гипербазитовых массивов Крака на Южном Урале //Геотектоника, 1971, №1. с. 96-102.

7. Камалетдинов М.А. Основные особенности тектоники западного склона Южного Урала. Автореферат дис. д-ра геол.-мин.наук. М.: ГИН АН СССР. 1972. 45 с.7. -Камалетдинов М.А. Покровные структуры Урала. М.: Наука. 1974.230 с.

8. Камалетдинов М.А., Казанцева Т.Т. Аллохтонные офиолиты Урала. М.: Наука, 1983. 166 с.

9. Кашин С.А., Федоров В.Л. Хромитовые месторождения Хабарнинского ультраосновного массива //Хромиты СССР. Т.2. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. с.199-285.

10. Ю.Клочихин А.В., Радченко В.В., Буряченко А.В. Геология и петрохимия гипербазитовых массивов Крака (Юж.Урал) //Магматизм и эндогенная металлогения западного склона Южного Урала. Уфа. 1973. с.129-138

11. П.Колман Р.Г. Офиолиты. М.: Изд-во «Мир», 1979. 263 с.

12. Кравченко Г.Г. Роль тектоники при кристаллизации хромитовых руд Кем-пирсайского плутона. М.: Наука, 1969.232 с.

13. Н.Кравченко Г.Г. Морфоструктурные особенности хромитовых месторождений как критерий их генезиса. //Генезис ультрабазитов и связанного с ними оруденения. Свердловск. 1977. с.78-82.

14. Кравченко Г.Г. О синкристаллизационных перемещениях хромитов в ульт-рабазитовых массивах /Условия образования и закономерности размещения полезных ископаемых. Л., 1971. с. 251-256.

15. Краузе С.Н., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон западного склона Башкирского Урала//Уфа: БФАН СССР. 1961. 94 с.

16. П.Логинов В.П., Павлов Н.В., Соколов Г.А. Хромитоносность Кемпирсайского ультраосновного массива на Южном Урале /Хромиты СССР. М. Л.: Изд-во АН СССР, 1940. с. 5-199.

17. Магматические горные породы. Т.1. Классификация, номенклатура, петрография. /отв. ред. Гоньшакова В.И. М.: Наука. 1983. 365 с.

18. Магматические горные породы. Т.З. Основные породы, /под. ред. Шаркова Е.В./. М.: Наука 1985.488 с.

19. Магматические горные породы. Т. 5. Ультраосновные породы. М.: Наука, 1988. 508 с.

20. Макеев А.Б., Перевозчиков Б.В., Афанасьев А.К. Хромитоносность Полярного Урала. Сыктывкар, 1985. 152 с.

21. Макеев А.Б. Минералогия альпинотипных ультрабазитов Урала. С.Петербург: Наука. 1992.197 с.

22. Макеев А.Б., Бренчанинова Н.И. Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. Спб.: Наука, 1999. 252 с.

23. Маракушев А.А. Петрогенезис. М.: Недра, 1988.293 с.

24. Москалева С.В. Гипербазиты Урала и их хромитоносность. //Автореферат докторской диссертации. Л. 1972.

25. Москалева С.В. Гипербазиты и их хромитоносность. Л.: Недра. 1974.279 с.

26. Павлов Н.В. Химический состав хромшпинелидов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Тр. Ин-та геол. наук. Сер. руд. месторожд., 1949; вып.ЮЗ, № 3, 88 с.

27. Павлов Н.В., Григорьева-Чупрыкина И.И. Закономерности формирования хромитовых месторождений. М.: Наука. 1973. 199 с.

28. Павлов Н.В., Григорьева И.И., Гришина Н.В. Образование и генетические типы хромитовых месторождений геосинклинальных областей //Условия образования магматических рудных месторождений. М.: Наука. 1979. с.5-78.

29. Паланджян С.А. Типизация мантийных перидотитов по геодинамическим обстановкам формирования. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1992.104 с.

30. Перевозчиков Б.В. Закономерности локализации хромитового оруденения в альпинотипных гипербазитах. М.: Геоинформмарк, 1995,47 с.

31. Перевозчиков Б.В. Особенности изучения хромитоносности альпинотипных ультрабазитов. М., 1998. 45 с.

32. Поиски, разведка и оценка хромитовых месторождений. М.: Недра, 1987.

33. Породообразующие пироксены /Добрецов H.JL, Кочкин Ю.Н., Кривенко А.П., Кутолин В.А. М.: Наука. 1971. 454 с.

34. Пугин В.А., Хитаров Н.И. Экспериментальная петрология интрузивного магматизма. М.: Наука. 1978. 174 с.

35. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981.584 с.

36. Русин И.А. Гранатсодержащие парагенезисы в гипербазитах массива Крака (Южный Урал) // Ежегодник-2001. Екатеринбург: ИгиГ УрО РАН, 2002. с. 134-137.

37. Савельев Д.Е. Петрогеохимические особенности и рудоносность габбро-гипербазитового массива Средний Крака //Автореферат дисс. канд.геол.-мин.наук. М.: МГУ, 2000. 27 с

38. Савельев Д.Е., Савельева Е.Н. Хромитоносность гипербазитовых массивов Крака (Южный Урал) // Материалы XIII молодежнойконференции. Геология и геоэкология: исследования молодых, т.2. Апатиты, 2002 г. С. 84-86.

39. Савельев Д.Е. Савельева Е.Н. Особенности строения и состава хромитовых месторождений массивов Крака (Южный Урал) // Материалы XX молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика". Иркутск, 2003. С. 171-173.

40. Савельев Д.Е., Савельева Е.Н., Сначев В.И., Романовская М.А. К проблеме генезиса хромитового оруденения в гипербазитах альпинотипной формации // Вестник МГУ, 2006, №6. с. 3-8.

41. Савельева Г.Н. Габбро-ультрабазитовые комплексы офиолитов Урала и их аналоги в современной океанической коре. М.: Наука, 1987 246 с.

42. Савельева Г.Н., Щербаков С.А., Денисова Е.А. Роль высокотемпературных деформаций при формировании дунитовых тел в гарцбургитах /Геотектоника, 1980, №3. с. 16-27.

43. Савельева Г.Н., Денисова Е.Е. Структура и петрология ультраосновного массива Средний Крака на Южном Урале //Геотектоника. 1985, №4. с.33-68.

44. Савельева Г.Н., Перцев А.Н. Мантийные ультрамафиты в офиолитах Южного Урала, Кемпирсайский массив /Петрология, 1995, т. 3, № 2. с. 115-132.

45. Сенченко Г.С. Складчатые структуры Южного Урала. М.: Наука. 1976. 172 с.134

46. Серавкин И.Б., Косарев A.M., Салихов Д.Н. и др. Вулканизм Южного Урала. М.: Наука. 1992. 197 с.

47. Смирнова Т.А., Смирнов Ю.В. Промышленные типы хромитовых руд //Руководство по оценке прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. М. 1982. с. 56-66.

48. Сначёв В.И., Савельев Д.Е., Рыкус М.В. Петрогеохимические особенности пород и руд габбро-гипербазитовых массивов Крака. Уфа, ИГ УНЦ РАН, 2001, 212 с.

49. Соколов Г.А. Геолого-геохимические исследования хромитоносного массива Крака //Тр.Ломоносовского института геохимии, кристаллографии и минералогии. М.: 1938, вып. IX.

50. Соколов Г.А. Основные результаты работ хромитовой группы ЮжноУральской экспедиции //Материалы по металлогении Южного Урала. М.: АН СССР. 1941.

51. Соколов Г.А. Хромиты Урала, их состав, условия кристаллизации и закономерности распространения. М.:Труды Института геологических наук, 1949. 128 с.

52. Таврин И.Ф., Родионов П.Ф. О строении ультраосновных массивов западного крыла Магнитогорского синклинория по геофизическим данным. Уфа: ГТИ УфНИИ СССР. 1963.

53. Таврин И.Ф. О строении основных и ультраосновных интрузий и глубинных разломов Южного Урала по геофизическим данным //Глубинное строение Урала. М.: Наука, 1968. с.147-153.

54. Урал: фундаментальные проблемы геодинамики и стратиграфии. Сборник научных статей. М.: Наука, 1998. 222 с.

55. Щербаков С.А. Пластические деформации ультрабазитов офиолитовой ассоциации Урала. М.: Наука, 1990.120 с.

56. Шоу Д.М. Геохимия микроэлементов кристаллических пород. Л.: Недра. 1969.

57. Bonatti Е., Fisher R.L. Peridotites from the Island of Zabargad, Red Sea: petrology and geochemistry // J.Geophys.Res., 1986, V.91, N Bl, p.599-631.

58. Boudier F., Nicolas A. Stress and strain estimates in the Lanzo peridotite massif (Western Alps) // Orogenic mafic and ultramafic associations. Paris, 1980. P. 221-228.

59. Boudier F., Nicolas A. Nature of the Moho Transition Zone in the Oman Ophiolite //J.Petrology.1995. V. 36. P. 777-796.

60. Bowen N.L., Tuttle O.F. The system Mg0-Si02-H20.- Geul.Soc.Amer.Bull., v.60, 1949.

61. Carter N.L. Steady state flow of rocks // Rev. Geophys. and Space Phys. 1976. Vol.76, №3. P. 301-360.

62. Frey F.A., Suen C.J., Stockman H.W. The Ronda high temperature peridotite: geochemistry and petrogenesis //Geochim.et cosmochim.acta, 1985. V.49. N.ll. p.2469-2491.

63. Greenbaum D. The Cromiteferous rocks of the Troodos ophiolite complex, Cyprus. Econ.Geol., 1977, 72, №7, p. 1175-1194.

64. Irvine T.N. Chromian spinel as a petrogenetic indicator. Part I: Theory // Canadian J.Earth Sci., 1965, vol.2, p.648-672.

65. Melcher F., Grum W., Thalhammer T.V., Thalhammer O.A.R. The giant chromite deposits at Kempirsai, Urals: constraints from trace elements (PGE, REE) and isotope data / Mineralium Deposita, 1999, № 34. P. 250-272.

66. Mysen B.O., Boettcher A.L. Melting of a hydrous mantle. II. // Petrol. 1975. Vol.16. P. 520-548.

67. Nicolas A. Structure of ophiolites and dynamics of oceanic lithosphere. Kluwer, 1989.367 p.

68. Nockolds S.R. Average composition of some igneous rocks // Geol. Soc. Amer. Bull., 1954, vol. 65, № 10.

69. Pallister J,S., Knight R. Rare-earth elements geochemistry of the Samail Ophiolite near Ibra Oman //J.Geophys.Res.B.1981, Vol.86, № 4. P. 2673-2697.

70. Rahgoshay M., Moghadam H.S. Stratiform cromitites in the Faryab ophiolitic massif, Southern Iran// Ofioliti, 2005, v.30(2), p.85-89.

71. Ringwood A.E. The chemical composition and origin of the Earth // Advances in Earth Science / P.M. Hurley (ed.). MJT Press., Cambridge, Mass. 1966. P. 287-356.

72. Roever W.P. Sind sie alpinotypen Peridotitmassen vielleicht tektonisch ver-frachtete Bruchstucke der Peridotitschalle. Geol. Rundschau, 1957, Bd.46, H.l.

73. Rost F. Probleme ultrabasischer Gesteine und ihrer Lagerstatten. Freiberger For-schungshefte, 1959, C. 58

74. Schreiber H.D. Experimental studies of nickel and chromium partitioning into olivine from synthetic basaltic melts //Proc.Lunar and Planet.Sci.Conf.Houston. 1979. P. 509-516.

75. Stumpfl E.F., Melder F., Distler V. The kempirsai chromite deposits, Kazakhstan/Terra nova, 1993-5. Abstr. Suppl. n.3 c.49

76. Thayer T.P. Principal features and origin of podiform cromite deposits, and some observations on the Guleman Soridag district, Turkey // Econ.Geol., 1964, v.59, №8.

77. Thayer T.P. Chemical and structural relations of ultramafic and feldspathic rocks in alpine intrusive complexes // Ultramafic and Related Rocks. Wiley, New-York, 1967.

78. Thayer T.P. Chromite segregations as petrogenetic indicstors // Geol. Soc. of South Africal970, V. 1.1. Фондовая

79. Андрианова К.И., Спасский Н.Я., Стратиграфия, фации и материалы по нефтегазоносности девонских отложений западного склона Южного Урала. Уфа, БТГУ. 1953.

80. Беляев В.М., Ильина З.И. О результатах аэрогеофизических исследований восточного склона Южного Урала за 1960 г. БТГУ. 1961.

81. Бурдюгов И.С. Отчет северного отряда Белорецко-Бурзянской ГРП о поисково-разведочных работах в районе Н-Крака. Уфа: БТГУ, 1934.

82. Ильина З.И., Вальков В.К. Отчет о результатах аэрогеофизической съемки в горной части Башкирской АССР в 1964 г. Уфа, БТГУ. 1964.

83. Квятковский Р.Э. Геологическая карта Урала М 1:200 ООО. Лист N-40-XI. Геологическое описание южной части района Белорецкого завода. Уфа, БТГУ. 1929.

84. Квятковский Р.Э. Геологический очерк Белорецкого района. Уфа, БТГУ. 1931.

85. Клочихин А.В., Радченко В.В., Буряченко А.В. Геологическое строение северной части Зилаирского мегасинклинория и сопредельных территорий. Уфа, БТГУ 1969.

86. Ленных И.В. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200000, лист N-40-XXIV. Объяснительная записка. Уфа, БТГУ. 1962.

87. Логинов В.П. Отчет о геологических исследованиях в районе перидо-титовых массивов в 1932 г.(геологическая съемка М 1:50 000). Уфа, БТГУ. 1933.

88. Логинов В.П. Материалы по геологии бассейна р.Каги на Южном Урале/Геологическая карта Урала масштаба 1:50000. Уфа, Башгеолтрест. 1935.

89. Логинов В.П. Полевой отчет хромитовой группы Южно-Уральской экспедиции АН СССР по работам 1937 г. М.: АН СССР. 1937.

90. Москалева С.В. Отчет по теме 42/1 Типербазитовая и пироксенито-габбровая формации Урала и их приложение в тектономагматических циклах". Уфа, БТГУ. 1960.

91. Ожиганов Д.Г., Нестоянова О.А. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200000, N-40-XXIII. Объяснительная записка. Уфа, БТГУ. 1962.

92. Радченко В.В. Отчет по теме № 74-9 "Изучение петрологии гипербази-товых массивов Крака с прогнозной оценкой на медь, кобальт, никель и хромито-вые руды". Уфа, БТГУ. 1977.

93. Решетников Н.Ф., Пацков А.А. Увязка геологических карт масштаба 1:50000 и глубинного строения Башкирского и Уралтауского антиклинориев по результатам геофизических съемок. Уфа, БТГУ. 1969.

94. Решетников Н.Ф., Швецов П.Н. Геологическое строение района г.Белорецк. Отчет Семеновской партии за 1962-65 гг. Уфа, БТГУ. 1966.

95. Сначёв В.И., Ковалёв С.Г., Савельев Д.Е. Прогнозная оценка хромито-носности массивов Крака. Уфа, БТГУ, 1998.

96. Сначев В.И., Савельев Д.Е. Отчет о поисково-разведочных работах на Апшакской и Ключевской площадях (массивы Южный и Средний Крака). БТГФ, 2003.

97. Соколов Г.А. Геолого-геохимические исследования хромитоносного массива Южный Крака. Уфа, БТГУ. 1936.

98. Споров Н.П. Окончательный отчет Южного отряда Белорецко-Бурзянской геолого-разведочной партии за 1934 г. Уфа, БТГУ. 1935.

99. Тиховидов С.Ф. Промышленный и сокращенный предварительный геологический отчет начальника I Хромитовой ГРП Башгеолтреста о геологоразведочных работах в Кагинском, Башартском и Хамитовском районах республики за 1931 г. Уфа: БТГУ. 1932.

100. Тиховидов С.Ф. Промышленный и сокращенный предварительный геологический отчет начальника I Хромитовой ГРП Башгеолтреста о геологоразведочных работах в Кагинском, Башартском и Хамитовском районах республики за 1931 г. Уфа: БТГУ. 1932.

101. Фарафонтьев П.Г. Геология и хромитовые месторождения района пе-ридотитовых массивов Крака на Южном Урале. Уфа, БТГУ. 1937.

102. Фарафонтьев П.Г. Окончательный отчет о результатах работ Белорец-ко-Бурзянской хромитовой партии за 1935-36 гг. Уфа, БТГУ. 1937.

103. Филонов В.П., Быкова JI.C. Отчет о поисках хромитов на Апшакской площади (массив Южный Крака). Уфа: БТГФ, 2001.

104. Шумихин Е.А., Радченко В.В. Отчет о результатах поисково-оценочных работ на известных проявлениях вкрапленных хромитовых руд по объекту "Участок Средний Крака". Уфа, БТГУ. 1979.

105. Шумихин Е.А., Мельник Т.А. Отчет: "Перспективная оценка хромито-носных зон ультраосновных пород массивов Крака на платиноносность" за 1981-84 гг. Уфа, БТГУ. 1984.

106. Яковлев Г.Б., Решетников Н.Ф. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200000, лист N-40-XXII. Объяснительная записка. Уфа, БТГУ. 1962.