Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова

Коркошко, Анна Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова"

На правах рукописи

КОРКОШКО АННА ВИКТОРОВНА

КИММЕРИИСКИЕ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫЕ РОССЫПИ ТАМАНСКОГО

ПОЛУОСТРОВА

Специальность 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Ростов-на-Дону 2008

003456352

Работа выполнена в Южном Федеральном Университете (бывшем Ростовском государственном университете) на кафедре минералогии и петрографии геолого-географического факультета

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Бойко Николай Иванович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Гамов Михаил Иванович

(Южный федеральный университет)

кандидат геолого-минералогических наук Рышков Михаил Михайлович (региональное агентство по недропользованию по ЮФО)

Ведущая организация: ОАО «Севкавгеология» (г. Ессентуки)

Защита состоится 18 декабря 2008 г. в 13 22 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.208.15 при Южном Федеральном Университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 201. Факс: (863)222-57-01. E-mail: dek_geo@rsu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного Федерального университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан « 17 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук, доцент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы состоит в воссоздании и укреплении минерально-сырьевой базы титан-циркониевых руд, в которых отечественная промышленность испытывает острый дефицит. Добыча титан- и цирконийсодержащих минералов из коренных источников не удовлетворяет внутренние потребности страны, в связи с чем в последнее десятилетие значительно возрос интерес к россыпным месторождениям данных минералов, так как их разведка, добыча и переработка являются экономически более выгодными.

В настоящее время в России нет разрабатываемых россыпных титан-циркониевых месторождений, а спрос на концентраты этих элементов продолжает расти. Наиболее перспективным объектом на титан и цирконий в Европейской части страны является Предкавказский россыпной бассейн, где уже разведан и готовится к эксплуатации ряд месторождений, связанных с сарматскими отложениями Ставропольского свода.

Нами в результате проведенных исследований в пределах западной части Предкав-казского россыпного бассейна выявлен ряд новых россыпей, среди которых наиболее перспективными оказались россыпи приуроченные к киммерийским отложениям Таманского полуострова.

Актуальность работы заключается в том, что детальное изучение вещественного состава, строения и условий формирования киммерийских отложений Таманского полуострова позволит определить особенности распространения и условия образования вмещаемых ими титан-циркониевых россыпей, а также наметить направления дальнейших геолого-разведочных работ по подготовке выявленных объектов к промышленному освоению.

Цель и задачи работ. Основной целью настоящей работы является вьивление закономерностей распространения и условий формирования титан-циркониевых россыпей на основании изучения вещественного состава, строения и условий образования россыпе-вмещающих киммерийских отложений Таманского полуострова.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить вещественный состав и строение киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова;

- осуществить литолого-фациальные построения для киммерийских отложений региона;

- определить условия образования продуктивных киммерийских отложений Таманского полуострова;

- выявить закономерности распространения титан-циркониевых россыпей во вмещающих киммерийских отложениях;

- установить критерии прогнозирования киммерийских титан-циркониевых россыпей и дать их прогнозную оценку.

Научная новизна работы.

1. Детально изучен состав и строение киммерийских россыпевмещающих отложений и титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова.

2. Осуществлены литолого-фациальные построения для киммерийских отложений Азово-Кубанского региона.

3. Определены условия образования киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова.

4. Выявлены закономерности распространения и условия образования киммерийских титан-циркониевых россыпей.

5. Установлены критерии прогнозирования киммерийских титан-циркониевых россыпей.

6. Выделены и охарактеризованы прогнозные площади киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова.

Практическая значимость работы. Рекомендованы площади для проведения дальнейших геолого-разведочных работ на титан-циркониевые россыпи в пределах Таманского полуострова. Выявленные условия образования, закономерности распространения и критерии прогнозирования могут быть использованы при поисках россыпей данного типа в других районах Предкавказского россыпного бассейна.

Публикации и апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на I Всероссийской конференции-конкурсе молодых ученых минерально-сырьевого комплекса России в Санкт-Петербургском горном институте (Санкт-Петербург, 2003 г.), на VII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2005г.), на IX Международном научном симпозиуме имени ак. М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2005 г.), на IV Международной научно-практической конференции «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2005 г.), на Международной научной конференции «Проблемы геологии и освоения недр юга России» (ЮНЦ РАН, Азов, 2006 г.), а также на ежегодных факультетских научно-практических конференциях ЮФУ 2003 - 2008 г.

Научные результаты диссертации отражены в 9 печатных работах, в том числе 5 работ опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, из которых 2 - в рекомендованных ВАКом по профилю специальности - «Известия высших учебных заведений. Геология и разведка», «Записки горного института».

Фактический материал диссертационной работы составили результаты исследований автора на территории Таманского полуострова в период с 2001 по 2008 годы. За это время изучены разрезы киммерийских отложений, в ходе детального описания которых отбирались пробы на гранулометрические и минералогические анализы. В процессе работы автором выполнено 376 гранулометрических и более 700 комплексных минералогических анализов (иммерсионных, спектральных, термовакуумных и качественных химических).

При написании диссертации использованы фондовые материалы по геологической съемке, поисково-разведочных и тематических работ на различные полезные ископаемые, а также результаты структурного, параметрического и поисково-разведочного бурения на Таманском полуострове (Д.В. Абуев, Ю.И. Алексеенко, C.JI. Афанасьев, Г.И. Баранов, М.И.Бахитин, В.И. Берлявский, В.Л. Бойко, Т.Ф. Бойко, А.Ф. Боргалев, Г.С. Важенина, Г.С.Вакенина, В.Е. Вартонесов, С.М. Волк, Г.И. Глек, В.Л. Гординский, О.И. Громов, В.Л.Егоян, Г.М. Ефремов, Б.П. Жижченко, П.С. Жук, В.Е. Захаров, O.E. Звягинцев, В.А.Зубаков, Я.А. Измайлов, A.C. Кандауров, А.Г. Кобилев, Р.И. Коган, А.Ф. Кодукова, П.И.Козорезов, И.И. Колосов, С.Г. Корсаков, В.В. Ляхович, И.М. Малышев, Г.З. Марташви-ли, В.А. Мельников, A.M. Мирошников, Ю.А. Нетесов, A.B. Нетреба, Б.М. Никифоров, Е.А.Овчинников, В.Л. Омельченко, А.Б. Островский, Э.П. Павлов, Ю.Н. Пастушенко, Р.М.Пистрак, И.Б. Полищук, H.H. Пруцкий, Н.Я. Рогозин, А.Ф. Савельева, С.А. Савопуло, Н.П. Самарский, A.A. Саркисов, В.А. Селении, В.А. Сереженко, Д.П. Сердюченко, Н.М. Си-доропуло, М.О. Стародубцев, H.H. Тимофеева, М.В. Усков, А.Г. Фиш, В.Е. Хайн, С.А. Це-ханский, А.Г. Шемпелев, С.Р. Щербак и др.).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения и списка использованных источников, включающего 167 наименований. Она содержит 196 печатных страниц, текстовые приложения представлены 15 таблицами и 63 рисунками.

Исследования по теме диссертации проводились во время обучения в аспирантуре при кафедре минералогии и петрографии Южного федерального университета (бывшего Ростовского государственного университета). При выполнении и написании работы автор неоднократно пользовалась советами, консультациями и помощью докторов геолого-минералогических наук, профессоров А.Э. Хардикова, Р.Г. Матухина, М.И. Гамова, доцентов И.А.Холодной, Б.В. Талпы, В.Г. Рылова, С.А. Куршева, A.A. Байкова и других за что им всем благодарна. Также автор выражает признательность сотрудникам межкафедральной лабора-

тории C.B. Елисеевой, С.П. Букатовой и Н.В. Автушенко за помощь и консультации в проведении лабораторной части диссертационной работы, C.B. Левченко за помощь в компьютерной обработке данных, сотрудникам Северо-Кавказских геологических фондов за доброжелательность и консультации по работе с фондовой литературой и всем сотрудникам кафедры минералогии и петрографии.

Особую благодарность за ценную критику, полезные советы, поддержку и проявленное терпение автор выражает своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Николаю Ивановичу Бойко.

Защищаемые положения.

1. Россыпевмещающие отложения на Таманском полуострове приурочены к пантикапейским слоям киммерийского яруса и представлены псаммитовыми и алевритовыми породами, а также переходными между ними разностями. Для россыпей характерна ильменит-рутил-цирконовая ассоциация рудных минералов (до 19,5 %), из сопутствующих минералов выявлены гранат (до 33,5 %), дистен (1,0 - 3,7 %), амфиболы (1,0 - 9,5 %), ставролит (0,6 - 2,5 %), турмалин (до 0,5 %), магнетит (до 1,5 %), лимонит (до 27,0 %). Состав легкой фракции преимущественно кварцевый.

2. В составе киммерийского яруса Азово-Кубанского региона выделены следующие литолого-фациальные комплексы отложений: прибрежно-мслководных, мелководного шельфа, палеопролива и глубоководного шельфа. Киммерийские россыпевмещающие отложения Таманского полуострова входят в состав литолого-фациального комплекса палеопролива, включающего псаммитовый и псаммитово-алевритовый субкомплексы. Субкомплексы выделены на основании особенностей состава, строения и генетических различий.

3. Видовой набор терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова определялся в первую очередь составом и пространственным расположением различных коренных пород нескольких источников сноса (территории Северо-Западного Кавказа, Русской платформы и Ставропольского свода). Влияние источников сноса в значительной мере определялось тектоническими процессами, которые контролировали распространение областей размыва и осадконакопления. Количественное соотношение терригенных минералов в россыпях зависело от динамики осадочного процесса.

4. Участки накопления титан-циркониевых россыпей на Таманском полуострове приурочены к гидродинамически высокоэнергетичным обстановкам присводовых частей антиклинальных гряд и к областям развития подстилающих мэотических мшанковых органогенных построек.

5. На основании выявленных закономерностей распространения и условий образования киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова оценены суммарные прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов по категории Р3 в количестве 26460 тыс. тонн. В составе киммерийских отложений на юге Таманского полуострова выделены россыпные участки горы Круглой и карьера Артюшенко.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Первые геолого-разведочные работы на титан-циркониевые россыпи на Таманском полуострове проведены И.Б. Полищуком, A.M. Мирошниковым и М.О.Стародубцевым в 2000 - 2001 гг. в рамках проекта «Оценка перспектив промышленной рудоносности СевероКавказской титан-циркониевой провинции». Этими же авторами составлена «Минераге-ническая схема Западно-Кавказского титан-циркониевого палеобассейна» в масштабе 1:100 000. В результате проведенных работ авторами выделено 9 титан-циркониевых проявлений в составе киммерийских отложений и 3 - в составе понтических отложений Таманского полуострова. Оконтурено Джигинское проявление понтических россыпей расположенное в юго-восточной части полуострова. Прогнозные ресурсы тяжелой фракции

Джигинского проявления по категории Рз оценены авторами в 105 тыс. тонн. Для титан-циркониевых россыпей, связанных с киммерийскими отложениями Таманского полуострова, установлены средние содержания тяжелой фракции и мощности рудных залежей. Прогнозные ресурсы тяжелой фракции киммерийских проявлений не были оценены из-за их недостаточной изученности.

Начиная с 2000 г. сотрудниками кафедры минералогии и петрографии Южного федерального университета (бывшего Ростовского государственного университета) при непосредственном участии автора проводились тематические литолого-фациальные и минерагенические исследования перспективных на титан-циркониевые россыпи киммерийских отложений Таманского полуострова, которые легли в основу данной работы. В результате исследований получены данные по строению, составу, закономерностям распространения и условиям образования россыпей. Впервые на территории Таманского полуострова в составе киммерийской терригенной толщи выделен литолого-фациальный комплекс отложений палеопролива, а также оценены прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов по категории Р3. Для россыпных участков карьера Артюшенко и горы Круглой оценены прогнозные ресурсы по категории Рь

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА 2.1. Тектоника

Характеристика тектонического строения и развития Таманского полуострова дана по материалам A.M. Андреева, P.A. Казанцева, и В.А. Панаева (1981), Ф.К. Байдова и А.И. Дьяконова (1977), М.В. Муратова (1955), В.П. Пекло, Я.П. Маловицкого и С.Ф. Сидоренко (1974), В.Б. Сологуба (1987), Д.А. Туголесова и A.C. Горшкова (1985), A.B. Чекунова (1975), А.Н. Шарданова и Ч.Б. Борукаева (1968), Е.Ф. Шнюкова и М.В. Аленкина (1981) и других с использованием результатов современных исследований, содержащихся в фондовых отчетах по геологической съемке.

Территория Таманского полуострова находится в зоне сопряжения горноскладчатых систем Большого Кавказа и Горного Крыма. В альпийской структуре центральное место принадлежит Керченско-Таманскому прогибу. К юго-востоку от него располагается Анапский выступ, а к северу - Северо-Таманская зона поднятий, граничащая с Западно-Кубанским краевым прогибом.

Тектоника полуострова ярко выражена в рельефе и в основных чертах построена по одному плану: пологие куполовидные антиклинальные возвышенности образуют почти параллельные гряды, между которыми заключены пологие синклинальные долины, иногда залитые водой и образующие лиманы.

Заложение главных тектонических структур Таманского полуострова произошло во время альпийской фазы складчатости, но окончательное их формирование связано с поздне-альпийской коллизией и завершилось только в раннечетвертичное время.

В киммерийское время изучаемая территория подверглась тектонической активизации, связанной с предкуяльницкой фазой складчатости, что создало весьма благоприятные условия для накопления россыпей.

2.2. Стратиграфия

Стратиграфический разрез Таманского полуострова слагают отложения кайнозойской группы, которые представлены нерасчлененными породами олигоцена - нижнего миоцена, так называемой майкопской серии, выходящих в ядрах антиклинальных структур. Наибольшим распространением на Таманском полуострове пользуются отложения неогеновой системы.

2.2.1. Неогеновая система

Отложения неогеновой системы на Таманском представлены нижним (миоцен) и верхним (плиоцен) отделами.

2.2.1.1. Миоцен

К миоцену на исследуемой территории относятся аквитанский, бурдигапьский, тар-ханский, чокракский, караганский, конкский, сарматский и мэотический ярусы. Первые два объединены в верхнемайкопскую подсерию. Миоценовые отложения представлены преимущественно глинистыми породами, реже оолитовыми, раковинными известняками. И только в мэотисе на изучаемой территории получают широкое распространение органогенно-обло-мочные известняки и глины с прослоями диатомитов.

2.2.1.2. Плиоцен

К плиоцену на территории Таманского полуострова относятся понтический, киммерийский и акчагыльский ярусы. Плиоценовые отложения согласно залегают на миоценовых и представлены в основном глинистыми и песчано-алевритовыми породами с редкими прослоями мергелей и известняков-ракушечников.

В составе киммерийского яруса выделяют азовские, камышбурунские и пантика-пейские слои. Россыпевмещающие отложения приурочены к пантикапейским слоям развитым на всей территории Таманского полуострова. Они без видимого несогласия залегают на подстилающих камышбурунских слоях, слагая крылья антиклинальных складок и пологие синклинальные прогибы. Представлены глинистыми и песчано-алевритовыми породами. Пески и алевриты содержат естественный шлих титан- и цирконийсодержащих минералов, концентрация которых заметно увеличивается в южной части полуострова, где достигает 34,5 - 50,7 кг/м3, при мощности рудовмещающих слоев 3,0 - 3,5 м.

2.2.2. Четвертичная система

Отложения четвертичной системы на Таманском полуострове представлены четвертичными образованиями, вошедшими в состав нерасчлененных с акчагыльским региоярусом и современными морскими, аллювиальными и лимническими отложениями.

3.ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ КИММЕРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ТАМАНСКОГО

ПОЛУОСТРОВА

3.1. Методика изучения киммерийских отложений

При изучении строения и вещественного состава киммерийских отложений использовался комплексный подход, так как учитывались данные всех частных методов и результаты анализов (текстурного, структурного, минерального и т.д.).

Текстурный анализ проводился в полевых условиях непосредственно в обнажениях (разрезах). Путем расшифровки особенностей слоистой текстуры мы определили условия формирования киммерийских отложений. При детальном анализе слоистых текстур использованы методические руководства и фундаментальные труды Л.Б. Ботвинкиной (1965), Н.Б.Вассоевича (1958), Ю.А. Жемчужникова (1950), Л.Б. Рухина (1962), А.В.Хабакова(1948), М.С. Швецова (1954), Р. Шрока (1950) и других.

Одни и те же текстуры могут встречаться в различных обстановках седиментации, в нашем случае это наличие полого-волнистой и косо-волнистой слоистости. Для уточнения генетической принадлежности киммерийских отложений Таманского полуострова необходимо детальное изучение их структур, так как структуры и текстуры осадочных образований формируются под воздействием одних и тех же агентов переноса и седиментации осадка.

Механический состав рыхлых и слабосцементированных разностей отложений определялся с помощью гранулометрического анализа, суть которого заключалась в разделении породы на ряд фракций определенных размерностей. Для разделения породы на фракции использовался набор сит с отверстиями 0.25, 0.16, 0.1, 0.071, 0.063 мм. При обработке данных гранулометрического анализа применялись графические и математические способы сравнения полученных результатов, определялись генетические коэффициенты (средний размер обломочных зерен, коэффициент сортировки). Для вычисления вышеперечисленных коэффициентов использовался способ квартилей, подробно описанный Л.Б. Рухиным (1953).

Значения средних размеров обломочных зерен и коэффициентов сортировки использованы для построения генетической диаграммы.

На основе результатов, полученных при изучении текстурных и структурных особенностей киммерийских отложений Таманского полуострова, сделаны выводы о динамических условиях формирования осадка, его фациальной принадлежности, а также осуществлены палеогеографические реконструкции. Но эти данные были бы не полными без результатов минерального анализа изучаемых отложений.

Минеральный анализ осуществлялся с помощью комплекса методов. В первую очередь проба разделялась на фракции, основываясь на различия физических свойств минералов (магнитности, плотности и размера зерен).

Полученные при ситовом анализе размерные фракции мы разделили при помощи тяжелой жидкости (СНВгз) с удельным весом 2,85 г/см3. После чего пробы разделялись посредством электромагнитной сепарации. Минеральный состав каждой выделенной фракции определялся под микроскопом в иммерсионных препаратах, а также с помощью качественных химических реакций.

При обработке данных минерального анализа использовались методы исследования терригенной минералогии. Особый вклад в развитие этой отрасли геологии внесли В.П. Батурин (1937), М.Г. Бергер (1986), Ф.Т. Биккенина, П. Босуэл, А.Б. Вистелиус (1977), Дж.Гриффитс (1971), В.А. Гроссгейм (1966), А. Кайе и Ж. Трикар (1963), В.П. Казаринов, А.Г. Коссовская (1975), A.A. Кухаренко, H.JI. Логвиненко (1974), Г. Мильнер (1968), Ф. Пет-тиджон (1976, 1981), П. Поттер, Л.В. Пустовалов (1940), А.Б. Ронов (1980), Н.М. Стра-хов(1971), В.Н. Шванов (1987, 1992) и другие.

При изучении минерального состава киммерийских отложений Таманского полуострова учитывались следующие свойства терригенных минералов: химическая и гидроаэродинамическая устойчивость, миграционная способность, а также вычислялись химическая и гидроаэродинамическая зрелость изучаемых пород (по Бергеру, 1986).

3.2. Текстурные особенности киммерийских отложений

В результате текстурного анализа в строении киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова выявлено 12 типов слоистости: волнистая перекрестная вогнуто-выпуклая несимметричная, полого-волнистая (непараллельная равномерная сплошная, непараллельная равномерная прерывистая, непараллельная неравномерная сплошная, непараллельная неравномерная прерывистая), косая параллельная s-образная однонаправленная, горизонтальная неравномерная ритмическая, диагональная, однонаправленная клиновидная полого-косослоистая, косо-волнистая, полого-волнистая с линзовидной (многостепенная волнистая), текстуры оползания.

В тексте диссертационной работы приведены схематические зарисовки и фотографии каждого типа слоистости с привязками к конкретным пластам описанных разрезов киммерийских отложений Таманского полуострова.

В результате текстурного анализа установлено, что формирование киммерийских отложений Таманского полуострова происходило в относительно мелководных условиях под действием волнений и слабых течений. Подобные гидродинамические условия могли быть развиты в различных обстановках седиментации на мелководном шельфе, но в первую очередь характерны для зон мелководья с развитием волнений и слабых течений и для зон донных течений. Для подтверждения данных текстурного анализа необходимо изучение структур киммерийских отложений.

3.3. Структурные особенности киммерийских отложений

Киммерийские отложения Таманского полуострова представлены псаммитовыми и алевритовыми породами, а также переходными между ними разностями (песком алеври-тистым, песком алевритовым, алевритом песчаным, алевритом песчанистым).

С помощью гранулометрических коэффициентов, вычисленных для каждой пробы, построена генетическая диаграмма. На диаграмме часть результатов анализов проб попала в поле донных песков, отложение которых происходило под действием слабых колебательных движений воды (зону слабых волнений), другая часть результатов попала в поле донных песков, отложенных при поступательных движениях воды (зону течений). Важно отметить, что значительное количество «точек» оказалось на границе этих двух полей, что свидетельствует об образовании отложений под действием затухающих колебательных и набирающих силу поступательных движений воды.

Данные структурного анализа совпадают с результатами текстурного анализа, что подтверждает их достоверность. На их основании можно заключить, что киммерийские отложения Таманского полуострова формировались под действием различной силы волнений и течений. Комплексное рассмотрение данных текстурного и структурного анализов позволяет сделать вывод, что россыпевмещающие отложения в киммерийское время накапливались в относительно мелководных условиях в зонах развития волнений и слабых течений и в зонах донных течений.

3.4. Минеральный состав киммерийских отложений

В киммерийских отложений Таманского полуострова содержание минералов легкой фракции составляет 34,0 - 99,9 %. Содержание минералов тяжелой фракции обычно не превышает 3,0 - 7,0 % в россыпевмещающих отложениях и 66,0 % в россыпях.

3.4.1. Минералы легкой фракции

Легкую фракцию киммерийских отложений Таманского полуострова составляют кварц, полевой шпат, кальцит и слюда. Минералы легкой фракции хорошо окатаны и характеризуются высокой степенью сортировки, что указывает на их длительную транспортировку и неоднократное переотложение.

Кварц является основным минералом легкой фракции. В пределах одной пробы могут встречаться пять разновидностей этого минерала (полуокатанные прозрачные зерна кварца, полуокатанные ожелезненные зерна кварца, окатанные мутноватые зерна кварца, полуокатанные прозрачные зерна кварца с рудными включениями и розоватые мутные зерна кварца).

Полевой шпат встречается в виде изометричных зерен серого, светло-серого и розового цветов. Блеск слабый стеклянный. Основная масса зерен имеет размеры от 1,0 до 0,1 мм и распространена в псаммитовой фракции. Содержание полевого шпата колеблется от 1,0 до 3,2 %.

Кальцит отмечается в виде окатанных непрозрачных и полупрозрачных зерен светлосерого и желтого цветов. Редко встречается органический детрит. Кальцит, так же как и полевой шпат тяготеет к фракциям псаммитовой размерности.

Слюда представлена в основном бесцветными округленными чешуйками мусковита с шелковистым блеском. Наибольшим распространением пользуется во фракции с размером зерен от 0,5 до 0,071 мм. В некоторых пробах отмечены чешуйки биотита и чешуйки желтоватого цвета, попадающие в электромагнитную фракцию.

3.4.2. Минералы тяжелой фракции

Наибольшее содержание тяжелых минералов в киммерийских отложениях Таманского полуострова наблюдается во фракции с размером зерен 0,160-0,063 мм. Основные рудные минералы - ильменит, лейкоксен, рутил, сфен и циркон. Их суммарное содержание варьирует от 2,6 до 50,7 кг/м3. Из других тяжелых минералов диагностированы магнетит, дистен, ставролит, амфиболы, турмалин, гранаты и единичные чешуйки платины.

Ильменит представлен угловато окатанными зернами неправильной формы. Реже встречаются хорошо окатанные зерна и осколки шестигранных таблитчатых кристаллов. Ильменит непрозрачен, железно-черного цвета с металлическим блеском. Установлены лейкоксенизированные зерна с буроватым оттенком. Содержание ильменита достигает 60 % тяжелой фракции.

Лейкоксен - продукт изменения титановых минералов, главным образом ильменита и рутила. Представлен желтовато-серыми непрозрачными зернами с матовым до жирного блеском. Наиболее распространен во фракции с размером зерен 0,160-0,063 мм.

Рутил встречается в виде полуокатанных зерен неправильной формы и хорошо сохранившихся призматических кристаллов темно-красного цвета. Прозрачен, имеет характерный алмазно-металловидный блеск. На поверхности зерен рутила часто отмечается сахаровидный налет лейкоксена. Широко развит во фракции с размером зерен 0,160-0,063мм, где его содержание достигает 2,0-4,0 %. Призматические хорошо сохранившиеся кристаллы рутила тяготеют к алевритовым размерностям (0,071-0,063 мм).

Сфен - прозрачные слабоокатанные изометричные зерна желтого и оранжевого цветов. Редко отмечаются слабоокатанные кристаллы оранжевого сфена с двойниками прорастания на гранях. Блеск стеклянный до алмазного. Развит во фракции с размером зерен 0,1600,063мм (до 2,0 %).

Циркон (около 1,0-2,0 %) встречается в виде хорошо окатанных и полуокатанных зерен, сохраняющих очертания дипирамид. Прозрачен, чаще бесцветен, либо слабо окрашен в розовый и желтый цвета, реже темно-серый. В одной пробе могут наблюдаться несколько морфологических видов циркона:

- первый вид циркона наиболее распространен и имеет комбинацию граней призм (100), реже (110) и дипирамид (111). Зерна прозрачны с розовым оттенком, реже бесцветные или желтые. Кристаллам циркона этого вида свойственны газовые и рудные включения, а также фигуры роста;

- второй вид циркона менее распространен и имеет удлиненно призматический облик кристаллов. Зерна этого вида прозрачны, розоватых оттенков, имеют разнонаправленные трещины, газовые и рудные включения.

- для третьего вида циркона характерно развитие граней призм (100), (110) и острых дипирамид (111), (131). Кристаллы не содержат включений, бесцветны, с высоким показателем преломления и сильным алмазным блеском. Цирконы этого типа отмечены в единичных пробах с Черноморского побережья, карьера Артюшенко и карьера Сенного.

- четвертый вид циркона отличается от предыдущих овальной, шаровидной формой без очертаний призм и дипирамид, что объясняется высокой степенью окатанности. Цирконы этого вида бесцветны, с высоким показателем преломления, реже темно-серые с матовой поверхностью и следами травления.

Циркон распространен в алевритовой фракции (0,100-0,063 мм), реже отмечается во фракции с размером зерен 0,16-0,10 мм.

В процессе проведения комплексного минералогического анализа было установлено, что часть зерен цирконов после анализа в тяжелых жидкостях (бромоформ) осталась в легкой фракции. Этот факт объясняется дефектностью кристаллической решетки цирконов, обусловленной их метамиктным состоянием.

Для установления метамиктного состояния цирконов изучаемых россыпей проведены термовакуумные исследования. После прогрева в вакуумном декриптографе ВД-6 до температуры 500°С при давлении порядка 3-5* 10'2 мм рт.ст. у зерен цирконов не изменился цвет, но незначительно увеличился показатель преломления и усилился алмазный блеск. Исходя из полученных результатов, можно заключить, что зерна цирконов, оставшихся в легкой фракции после анализа в тяжелых жидкостях, находились в метамиктном состоянии.

Дистен - слабоокатанные плоские таблитчатые кристаллы с закругленными краями с трещинами отдельности и удлиненно-призматические зерна. Минерал бесцветен, реже приобретает розоватую окраску. В единичных пробах встречена голубая разность дистена -кианит. Содержание не превышает 3,7 %.

Ставролит (0,6 %) представлен слабоокатанными обломками неправильной формы, часто с темными включениями. Цвет изменяется от оранжевого до бурого. Прозрачен, блеск стеклянный.

Амфиболы встречаются в виде осколков неправильной формы с раковистым изломом и удлиненно-призматических кристаллов темно-зеленого цвета, редки окатанные непрозрачные зерна светло- и сине-зеленного цветов. Темно-зеленые зерна роговой обманки полуразрушены, часто на поверхности отмечаются следы вторичного изменения. Максимальные содержания достигают 4,0-9,5 %.

Турмалин (0,5 %) - окатанный, удлиненно-призматический, серого цвета, прозрачен, блеск стеклянный.

Гранаты - окатанные и слабоокатанные зерна изометричной формы, бледно-розового цвета с раковистым изломом и стеклянным блеском, редко с рудными включениями. Максимальное содержание в россыпях до 33,5 %, в россыпевмещающих отложениях около 0,5 %.

Магнетит - слабоокатанные зерна черного цвета с металлическим блеском, часто на поверхности отмечается желтовато-бурый налет лимонита. В пробах карьера Артюшенко магнетит отмечен в виде идеально окатанных шариков во фракциях алевритовой размерности. Содержание не превышает 1,5 %.

Лимонит встречается в виде желтовато-бурых корок и комков. Среднее содержание колеблется от нуля до первых процентов, но в ожелезненных прослоях достигает 27 %.

Платина отмечена в виде единичных чешуек стально-серого цвета, а также в виде включения в обломке хромистого железняка. Внешне чешуйки платины схожи с серебром и осмистым иридием, но были диагностированы с помощью реакции открытия платины с йодистым калием (Копченова, 1979).

Анализ полученных данных позволил сопоставить тяжелые минералы киммерийских отложений Таманского полуострова по их химической и гидроаэродинамической устойчивости. В составе тяжелой фракции изучаемых отложений преобладают минералы с весьма высокой (платина), высокой (циркон, рутил, лейкоксенизированный ильменит), и средней (гранат, сфен) степенью химической и гидроаэродинамической устойчивости, минералы с низкой степенью устойчивости представлены наиболее подвижными амфиболами. Это свидетельствует о том, что гранулометрическая сортировка изучаемых отложений практически завершена и имеет место минералогическая сортировка (природное шлихова-ние). В этом случае увеличение содержания минералов с низкой и средней гидроаэродинамической устойчивостью, таких как амфиболы, сфены и гранаты, указывает на ослабление гидродинамической активности среды, а также может свидетельствовать о тектонической активизации как бассейна седиментации, так и прилегающей суши. Для получения более точных данных, нами вычислены показатели химической и гидроаэродинамической зрелости киммерийских отложений для каждой пробы.

4. ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ

ОБРАЗОВАНИЯ КИММЕРИЙСКИХ РОССЫПЕВМЕЩАЮЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

При палеогеографических реконструкциях использованы методические руководства, фундаментальные труды и статьи М.В. Кленовой (1963), H.A. Михайлова (1973), Н.Г. Патык-Кара (2005), Л.Б. Рухина (1953), Н.М. Страхова (1963), H.A. Шило (2002), а так же результаты исследований Таманского полуострова Н.И. Бойко (2001), В.Д. Наливкина, А.Б. Ронова, В.Е. Хаина (1962), А.Э. Хардикова и И.А. Холодной (2004).

Литолого-фациальные реконструкции киммерийских отложений (пантикапейских слоев) Таманского полуострова затрагивают лишь часть киммерийского времени на сравнительно ограниченной территории, результаты таких построений могут быть не точны без данных по палеогеографии Азово-Кубанского региона в целом. Поэтому прежде чем перейти к детальным литолого-фациальным реконструкциям россыпевмещающих отложений Таманского полуострова, автор ставит целью осветить ряд вопросов, связанных с палеогеографической характеристикой Азово-Кубанского региона в киммерийское время.

4.1. Литолого-фациальная характеристика и условия образования киммерийской терригенной толщи Азово-Кубанского региона

В составе киммерийского яруса Азово-Кубанского региона выделены следующие литолого-фациальные комплексы отложений: прибрежно-мелководных, мелководного шельфа, палеопролива и глубоководного шельфа.

Литолого-фациальный комплекс прибрежно-мелководных отложений формировался в непосредственной близости от береговой линии, положение которой в течение киммерийского века постоянно менялось. На близость берега указывает укрупнение зернистости песчаных отложений и появление обломков раковин.

Литолого-фациальный комплекс отложений мелководного шельфа представлен глинами, переходящими вверх по разрезу в песчаные и алевритовые породы. Комплекс вскрыт многочисленными скважинами в Западно-Кубанском и Индольском прогибах и распространен на всей территории, занимаемой Азово-Кубанским бассейном в киммерийское время.

Литолого-фациальный комплекс отложений палеопролива занимает всю территорию Таманского полуострова и северо-восточную часть Керченского полуострова. Комплекс представлен мелкозернистыми песками и крупнозернистыми алевритами, реже песчаниками и алевролитами, местами с тонкими прослоями глин. Отложения литолого-фациального комплекса палеопролива отличаются от отложений мелководного шельфа лучшей сортировкой терригенного материала и текстурами, характеризующими постоянное действие направленных донных течений.

Литолого-фациальный комплекс глубоководного шельфа расположен южнее Таманского и Керченского полуостровов в пределах акватории Черного моря. В нижней и средней частях разреза данного комплекса наблюдаются глинистые отложения, а в верхней -мелкозернистые пески с прослоями глин.

Большинство пород киммерийской терригенной толщи сформировалось в условиях мелководного Азово-Кубанского бассейна, охватившем в то время значительную часть Западного и Центрального Предкавказья, современную акваторию Азовского моря и прилегающую к нему с севера территорию юга Украины, северную и восточную части Керченского полуострова, а также Таманский полуостров. Лишь небольшая часть пород была образована в более глубоководном Черном море и в области палеопролива.

Отсутствие в прибрежно-мелководных и мелководных фациях Азово-Кубанского бассейна наиболее грубозернистых отложений - конгломератов и галечников, а также почти чисто кварцевый состав терригенной толщи свидетельствуют о значительной пене-пленизации прилегающей суши. Следует отметить, что при общей сглаженности рельефа территория Русской платформы испытывала в киммерийское время воздымание, что обеспечивало достаточное поступление терригенного материала в бассейн седиментации. При этом примыкавшая к Азово-Кубанскому бассейну с юга Кавказская и Крымская суши были тектонически более активными. Поставляемый с них грубообломочный материал оставался у подножия горных массивов, так как, попадая на равнину, реки теряли несущую способность и в бассейн седиментации приносился мелкий псефитовый, псаммитовый и алевритовый материал.

Характер береговой зоны Азово-Кубанского бассейна в разные этапы формирования киммерийской терригенной толщи был резко различным, что связано с пульсационным характером тектонических движений. Существовали участки с ровным открытым морским побережьем и с сильно изрезанной многочисленными заливами, лагунами, косами и отмелями береговой линией.

Глубина Азово-Кубанского бассейна в киммерийское время устанавливалась по текстурным особенностям пород. Широкое распространение разнообразных видов волнистой, полого-волнистой и сложной слоистости, связанной с волнениями и течениями, многочисленные следы оползания и взмучивания осадков свидетельствовали об относительно небольшой глубине бассейна.

4.2. Литолого-фациалъные особенности киммерийскихроссыпевмещающих отложений и титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

Литолого-фациальные реконструкции киммерийских россыпевмещающих отложений и титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова осуществлены в результате детального анализа изученных разрезов киммерийских отложений, на основе комплексного рассмотрения текстурных, структурных особенностей, а также их минерального состава.

Для каждого разреза была построена сводная литогенетическая колонка, где учитывались мощности, цвет, текстура, структура, минеральный состав, показатели химической и гидроаэродинамической зрелости отложений, а также обстановка седиментации и литолого-фациальная принадлежность. В тексте диссертационной работы приведен подробный анализ изученных разрезов киммерийских отложений.

4.3. Условия образования киммерийских отложений Таманского полуострова

На основании данных, полученных при детальном изучении разрезов киммерийских отложений, составлена палеогеографическая схема Таманского полуострова в киммерийское время.

В киммерийское время на Таманском полуострове проявилась предкуяльницкая тектоническая активизация. Амплитуда тектонических колебаний была частой и незначительной, что влекло за собой постоянную миграцию фаций. Этот факт объясняет широкое распространение в киммерийских породах полифациальных типов слоистости, высокую степень гидроаэродинамической и химической зрелости отложений, что значительно затрудняло фациальный анализ.

Киммерийские отложения Таманского полуострова входят в состав литолого-фациаль-ного комплекса папеопролива, который на основании особенностей состава, строения и генетических различий подразделяется на псаммитовый и псаммитово-алевритовый субкомплексы.

Псаммитовый субкомплекс получили широкое распространение в северной части полуострова, а также приурочен к наиболее возвышенным частям антиклинальных гряд в центральной и южной частях полуострова. Генетически образование субкомплекса связано с зонами развития волнений и слабых течений. Для песков этого субкомплекса характерны различные комбинации полого-волнистой и волнистой слоистости, а также сложные типы слоистости (волнистая многостепенная и косо-волнистая).

Псаммитово-алевритовый субкомплекс развит в более глубоководных областях на нижних частях склонов антиклинальных гряд, в прогибах между грядами, а так же в западной части полуострова, где амплитуда складок уменьшалась и направленные донные течения достигали максимальных скоростей. Отложения данного субкомплекса представлены преимущественно алевритами и переходными от песков к алевритам разностями. И только в западной части полуострова, под действием наиболее сильных течений отлагались пески. В песках и алевритах субкомплекса отмечены чередования косой и горизонтальной слоистости (диагональная слоистость), однонаправленная э-образная косая, горизонтальная и различные комбинации полого-волнистой слоистости.

Обломочный материал поставлялся на Таманский полуостров двумя путями -основным течением с севера и течениями с северо-востока, непосредственно из мелководной и прибрежно-мелководной части Азово-Кубанского бассейна. Последние образовывали вдоль синклинальных прогибов полуострова донные потоки, насыщенные терригенным материалом. Эти потоки предшествующими исследователями приняты за отложения палео-дельты. Данное суждение возникло по той причине, что киммерийские отложения Таманского полуострова рассматривались как морские и прибрежно-морские, что существенно меняло взгляд на основные механизмы их формирования. Автор не исключает существование дельты крупной реки, но расположенной северо-восточнее Таманского полуострова. Твердый сток этой реки вместе с терригенным материалом прибрежно-мелководной зоны Азово-Кубанского бассейна сносился течениями в область палеопролива, где вдоль

синклинальных прогибов образовывались донные потоки насыщенные обломочным материалом и остатками пресноводной фауны. Текстурные особенности отложений этих потоков действительно сходны с дельтовыми (диагональная слоистость и волнистая многостепенная слоистость в разрезах южной части полуострова), но были образованы под действием незначительно менявших направление и силу донных течений в области палеопролива.

Изменение направления течений обусловлено сложной гидродинамической обстановкой на Таманском полуострове в киммерийское время. Течения с северо-востока осложнялись основным течением с севера на юг, которое особенно ярко проявилось в западной части полуострова. Но не менее важную роль в распространении течений играло сложное геоморфологическое строение полуострова. Антиклинальные гряды располагались параллельно северо-восточным течениям, что приводило к образованию достаточно устойчивых донных потоков, и практически перпендикулярно течению с севера на юг. Это в свою очередь обусловливало возникновение всевозможных волнений, действие которых усиливалось в присводовых частях антиклиналей.

Пульсационный характер тектонических колебаний в киммерийское время также влиял на распространение и интенсивность течений в области палеопролива. Но в первую очередь его действие отразилось в вещественном составе изучаемых отложений. Трансгрессивные этапы приводили к замедлению осадкообразования, сопровождавшегося преимущественным накоплением кварцевых песков и гидроокислов железа. Незначительное содержание минералов тяжелой фракции в таких отложениях обусловлено абразией отдельных участков дна бассейна седиментации. Накопление отложений с максимальным содержанием тяжелых минералов зафиксированы в регрессивные этапы осадкообразования.

Немаловажную роль в образовании киммерийских отложений палеопролива играли геоморфологически выраженные мэотические мшанковые органогенные постройки, расположенные преимущественно в южной части полуострова. Постройки представляли своего рода бар, препятствовавший вынос терригенного материала взвесенесущим потоками через палеопролив в более глубоководный Черноморский бассейн. Течения теряли силу перед подобными выступами дна и происходило массовое осаждение обломочного материала, из которого формировались подводные аккумулятивные формы рельефа (донные валы, косы, пересыпи т.д.). Аккумулятивные формы рельефа, в свою очередь, способствовали сортировке киммерийских осадков в процессе их накопления. Этим объясняется приуроченность наиболее обогащенных тяжелыми минералами отложений к аккумулятивным формам, развитых в области предшествующего мэотического биогермообразования.

5. МИНЕРАГЕНИЯ КИММЕРИЙСКИХ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Выявление особенностей распространения и условий образования титан-циркониевых россыпей в киммерийской терригенной толще Таманского полуострова на основании детального изучения вещественного состава и литолого-фациальных построений осложнялось тем, что в области терригенной минералогии не разработаны эффективные критерии диагностики и оценки влияния различных геологических факторов на состав терригенно-минеральных ассоциаций. Но более всего работа осложнялась отсутствием в геологической литературе данных по россыпям палеопроливов, а потому поставленные задачи решались впервые.

В целом особенности распространения терригенных минералов в осадочных толщах определяются тремя основными факторами:

- исходными (составом и пространственным распространением различных коренных пород источников сноса);

- внешними (тектоническими, геоморфологическими, фациальными, динамическими и другими условиями протекания осадочного процесса);

- внутренними (свойствами терригенных минералов, определяющими особенности их поведения и сохранность в ходе осадочного процесса).

Действия основных факторов неразрывно связаны между собой, а потому при наличии даже немногих исходных данных (общих геологических данных, данных вещественного состава, фациального анализа) удалось наметить конкретные тенденции развития осадочного процесса, определяющие особенности распространения и локализации титан-циркониевых россыпей в киммерийской осадочной толще Таманского полуострова.

5.1. Особенности минерального состава киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова обладают достаточно устойчивой ассоциацией тяжелых минералов, в состав которой входят ильменит, рутил, лейкоксен, сфен и циркон (суммарное содержание которых колеблется в пределах 5,419,5 %) и сопутствующие дистен (1,0-3,7 %), ставролит (0,6-2,5 %), гранат (до 33,5 %), амфиболы (1,0-9,5 %), турмалин (до 0,5 %), лимонит (до 0,5 %), магнетит (до 1,5 %). В процентном отношении количество тяжелых минералов на некоторых участках россыпей значительно изменялось, как в целом, так и относительно друг к другу. Обусловлено это тем, что в процессе гидромеханической и минералогической дифференциации обломочного вещества происходило разделение минералов с различными гидроаэродинамическими свойствами (в первую очередь по плотности). Даже незначительные изменения гидродинамической обстановки седиментации приводили к изменению количественного и качественного состава минеральной ассоциации россыпей. Это обусловило необходимость изучения свойств всех терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова.

Терригенные минералы киммерийских титан-циркониевых россыпей по размеру и степени окатанности зерен разделились на две группы (таблица). В первую группу вошли алевритовые зерна минералов высокой степени окатанности, обладающие преимущественно высокой степенью химической устойчивости (циркон, рутил, турмалин, ильменит). Вторую группу составили минералы со средней степенью окатанности, размер которых тяготеет к мелкопсаммитовой размерности, но и алевритовые среднеокатанные зерна автор сочла целесообразным отнести к этой же группе (дистен, ставролит, магнетит, сфен, гранат, амфиболы). Важно отметить, что минералы второй группы обладают преимущественно средней и низкой степенью химической и гидроаэродинамической устойчивости.

Сочетание алевритовых окатанных зерен устойчивых минералов и мелкопсаммитовых угловатоокатанных зерен средне- и низкоустойчивых минералов в одну ассоциацию является вполне естественным. Транспортабельность наиболее тяжелых минералов первой группы значительно увеличивал маленький размер зерен и высокая степень окатанности. А транспортабельность минералов второй группы уменьшала средняя степень окатанности и больший размер зерен. Таким образом, разные по плотности минералы оказались прочно связаны в одну ассоциацию. Но при этом каждый минерал реагировал на изменения гидродинамического режима только присущим ему образом.

Достаточно четкое разделение минералов на две группы по ряду признаков (размеру и форме зерен, степени химической и гидроаэродинамической устойчивости) указало не только на влияние гидромеханической и минералогической дифференциации, но и на различные источники сноса данных минералов.

Не менее важной характеристикой минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова является величина их относительной миграционной способности. Практически все терригенные минералы киммерийских титан-циркониевых россыпей могли преодолевать расстояния, превышающие 120,0 км за один цикл перс-отложения. Наиболее транспортабельными в этом отношении оказались зерна кварца, циркона, рутила, турмалина и лейкоксенизированного ильменита. Их удаление от источника сноса могло превышать 300,0 км за один цикл переотложения (Бергер, 1986). Минималь-

Таблица

Особенности минерального состава киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

Преобладающий размер зерен минералов, мм

0,160-0,100 0,100-0,063

степень гидроаэродинамической устойчивости минералов степень гидроаэродинамической устойчивости минералов

высокая средняя низкая высокая средняя низкая

Степень окатанности зерен минералов высокая | степень химической устойчивости минералов высокая циркон рутил турмалин

■ средняя ильменит

1 низкая

средняя степень химической устойчивости минералов высокая дистен ставролит дистен ставролит

средняя магнетит ильменит гранат сфен магнетит

1 низкая роговая обманка роговая обманка

ными значениями величины относительной миграционной способности в киммерийских россыпях Таманского полуострова обладали амфиболы (50,0 км) и платина (4,0 - 8,0 км). Использование данной характеристики позволило определить источники сноса киммерийских титан-циркониевых россыпей.

5.2. Источники сноса терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых

россыпей

В тексте диссертационной работы приведен сравнительный анализ типоморфных особенностей и миграционной способности минералов тяжелой фракции киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова и минеральных ассоциаций возможных питающих провинций, в результате чего были определены основные источники сноса.

Основными источниками сноса терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей была территория Северо-Западного Кавказа, Русской платформы и Ставропольского свода.

5.3. Условия образования и закономерности распространения киммерийских

титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

Вещественный состав киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова является результатом взаимодействия многочисленных факторов осадкообразования. Важно отметить, что количественное содержание тех или иных минералов россыпей

на различных участках Таманского полуострова было непостоянным. Определение факторов и условий осадочного процесса, обусловивших это непостоянство, было бы достаточно сложно без единого критерия их оценки. Таким критерием послужила степень химической и гидроаэродинамической зрелости киммерийских россыпей и россыпевмещающих отложений Таманского полуострова.

Степень химической и гидроаэродинамической зрелости киммерийских отложений Таманского полуострова содержит в себе важнейшую генетическую информацию и является отражением не только динамики осадочного процесса, но и его эволюции.

Киммерийские россыпи и россыпевмещающие отложения в целом обладают высокой и весьма высокой степенью химической зрелости, за исключением россыпи горы Круглой. Высокая степень химической зрелости киммерийских вмещающих отложений и россыпей указывает на длительную транспортировку осадочного материала, в результате которой происходило разрушение химически неустойчивых минералов. Под длительной транспортировкой понималась не только относительная удаленность источников сноса от зоны седиментации, но и число циклов переотложения осадочного вещества. Повышение химической зрелости отложений обусловлено значительной ролью осадочных пород источников сноса (осадочных пород Ставропольского свода и переотложенлых кор химического выветривания Русской платформы). Влияние источников сноса определялось тектоническими процессами, которые контролировали распространение областей размыва, осадконакопления, а также интенсивность этих процессов. Умеренное воздымание территории Ставропольского свода и Русской платформы обеспечило достаточное поступление терригенного материала в киммерийский бассейн седиментации.

В бассейне седиментации также существовали благоприятные условия для повышения зрелости киммерийских отложений и образования россыпей. В первую очередь благоприятные условия создавала тектоническая обстановка Таманского полуострова. Во время накопления пантикапейских слоев (россыпевмещающих отложений киммерийского яруса) территория Таманского полуострова испытывала тектоническую активизацию, связанную с предкуяльницкой фазой складчатости. Этот факт подтверждается не только результатами фациального анализа и данными предшествующих исследователей, но также находит отражение в минеральном составе как киммерийских россыпевмещающих отложений, так и россыпей. Отмечено уменьшение количества тяжелых минералов в трансгрессивные периоды осадконакопления и значительное увеличение в регрессивные. Амплитуда тектонических колебаний была частой и незначительной, в результате чего ряд сменяющих друг друга регрессий и трансгрессий привел к естественному обогащению осадка рудными минералами и захоронению россыпей. Во-вторых, благоприятные условия для минералогической дифференциации осадочного материала создавало сложное геоморфологическое строение полуострова, которое характеризовалось наличием нескольких параллельных цепей антиклинальных гряд. В присводовых частях антиклинальных гряд происходило увеличение гидродинамической активности, что положительно сказывалось на процессах природного шлихования. Ярким примером является минеральный состав россыпи карьера Артюшенко, образование которой приурочено к наиболее гидродинамически активной зоне в присводо-вой части антиклинали.

Но нельзя также недооценивать роль гидродинамики среды седиментации в увеличении степени химической зрелости киммерийских россыпей, так как химически неустойчивые минералы, часто и гидроаэродинамически средне- и низкоустойчивы, а потому могли не столько разрушаться в процессе транспортировки, сколько выноситься течениями в более глубоководные участки. Подтверждением вышесказанному является минеральный состав россыпи горы Круглой. Степень химической зрелости данной россыпи низкая за счет повышенного содержания минералов средней и низкой степени химической устойчивости, а именно гранатов (33,5 %) и амфиболов (9,5 %). Появление подобных отложений среди химически зрелых пород обусловлено массовым осаждением обломочного материала в результате резкого снижения гидродинамической активности среды седи-

ментации. Причиной резкого снижения гидродинамической активности послужили выраженные в рельефе дна подстилающие мэотические мшанковые органогенные постройки, которые преграждали путь течениям, транспортирующим осадочный материал (Бойко, 2001; Бойко, Коркошко, 2005, 2007; Коркошко, 2008). Таким образом, области развития подстилающих мэотических мшанковых органогенных построек препятствовали выносу наиболее подвижных химически и гидроаэродинамически низко- и среднеустойчивых минералов в более глубоководные части бассейна.

Здесь важно обратить внимание на исключительно высокую степень гидроаэродинамической зрелости россыпи горы Круглой. Она обусловлена не только осаждением большого количества тяжелых минералов в пределах области развития мэотических мшанковых органогенных построек, но и минералогической сортировкой, сопровождавшей образование аккумулятивных форм рельефа (донных валов, кос, пересыпей), к которым и приурочена эта россыпь.

Из вышесказанного можно заключить, что на Таманском полуострове участки накопления титан-циркониевых россыпей приурочены к гидродинамически высокоэнерге-тичным обстановкам присводовых частей антиклинальных гряд и к областям развития подстилающих мэотических мшанковых построек.

6. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА КИММЕРИСКИХ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Теоретической и методической основой при осуществлении прогнозной оценки киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова послужили пособия и руководства JI.3. Быховского, С.И. Гурвича (1968), Н.Г. Патык-Кара и И.Б. Флерова (1981), H.A. Быховера, А.Ф. Коробейникова (1988), В.М. Крейтера (1964), Д.Г. Сапожникова (1972), А.Г. Харченкова, MC. Учителя (1987) и других.

6.1 Критерии прогнозирования киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

С учетом основных условий формирования и особенностей распространения киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова установлены критерии прогнозирования: тектонический, геоморфологический, гидродинамический, литолого-фациальный и минералого-петрографический.

6.2 Характеристика прогнозных площадей

С учетом критериев прогнозирования оценены суммарные прогнозные ресурсы титан-и цирконийсодержащих минералов для киммерийских отложений Таманского полуострова в количестве 26460 тыс. тонн. В составе киммерийских отложений на юге Таманского полуострова выделены россыпные участки горы Круглой и карьера Артюшенко.

Выходы титан-циркониевых россыпей горы Круглой зафиксированы в «панти-капейских» слоях киммерийского яруса в береговом уступе Черного моря южнее в 1,5 км к западу от оз. Соленого. Большая часть продуктивной толщи скрыта осыпью, видимая мощность колеблется от 1,5 до 3,5 м - в высоту и протяженностью по падению около 3,0 м. Россыпь концентрируется в виде серий слойков (до 10,0 см) в светло-сером кварцевом песке с горизонтальной и полого-волнистой слоистостью. Продуктивная толща имеет протяженность 5,0 км.

Продуктивная толща имеет сложное (прерывистое) строение и состоит из пачек рудного шлиха (мощностью по 0,1 м) разделенных прослоями (0,05-0,1 м) пустой породы. Коэффициент рудоносности (Кр) продуктивной толщи составляет 0,52.

Суммарное содержание рудных (титан- и цирконийсодержащих) минералов достигает 50,7 кг/м3. Для россыпи характерна ильменит-рутил-цирконовая ассоциация рудных минералов (19,5 %), из сопутствующих минералов выявлены гранат (33,5 %), дистен (1,0 %),

амфиболы (9,5 %), ставролит (2,5 %), турмалин (ед.з.), магнетит (ед.з.), лимонит (ед.з.). Основная масса рудных минералов имеет размер зерен 0,25-0,1 мм. Состав легкой фракции преимущественно кварцевый.

Генетически россыпь горы Круглой связана с полосой аккумулятивных тел, образовавшихся в киммерийское время в области развития мэотических мшанковых органогенных построек на юге Таманского полуострова.

Прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов россыпи горы Круглой по категории Р1 оценены в количестве 13,8 тыс. тонн.

По глубине залегания россыпь является очень неглубозапегающей (мощность вскрыши составляет 3,0-6,0 м). Разработка данной россыпи может осуществляться открытым способом. Для уточнения геолого-промышленных параметров (истинная мощность, форма залежи, устойчивость, изменчивость и т.д.) необходимо вскрывать и прослеживать россыпь горными и буровыми выработками. Данный участок рекомендуется для проведения геологоразведочных работ на комплексные титан-циркониевые россыпи. Перспективность данного участка может значительно увеличить попутное извлечение гранатов, в качестве абразивного материала, а шлам, представленный кварцем может использоваться в строительных целях.

Вторая россыпь связана с выходами пантикапейских слоев киммерийского яруса в карьере Артюшенко, расположенного в южной части Таманского полуострова. Продуктивная толща расположен на высоте 5,0-5,1 м от основания карьера и имеет мощность 3,0-3,5 м.

Россыпь концентрируется в виде естественного шлиха в песчаной пачке с ходами сверлильщиков и тонкими прослоями глин с полого-волнистой слоистостью. Суммарное содержание титан- и цирконийсодержащих минералов достигает 21,1 - 34,5 кг/м3. Для россыпи характерна ильменит-рутил-цирконовая ассоциация рудных минералов (8,1-14,4 %), из сопутствующих минералов выявлены дистен (1,1-2,3 %), амфиболы (0,3-0,5 %), ставролит (0,3-1,0 %), турмалин (до 0,2), лимонит (ед.з). Основная масса рудных минералов имеет размер зерен 0,16-0,071 мм. Состав легкой фракции преимущественно кварцевый.

Образование россыпи происходило в условиях ослабевающих волнений и набирающих силу течений в присводовой части антиклинальной гряды. Естественный шлих титан- и цирконийсодержащих минералов распространен в толще достаточно равномерно, что связано с благоприятным сочетанием геологических факторов на данном участке. С учетом критериев прогнозирования можно предполагать увеличение концентраций рудных минералов в продуктивной толще к югу от описанного выхода. Продуктивная толща имеет протяженность 30,0 км.

Объем исходного песка был рассчитан на основании истинной мощности (3,0 м), прогнозируемой площади 900 тыс.м2 и составил 2700 тыс.м3.

Прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов россыпи карьера Артюшенко по категории Р1 оценены в количестве 79,4 тыс. тонн.

По глубине залегания россыпь является очень неглубозапегающей (мощность вскрыши составляет от 3,0 до 5,0 м). Разработка данной россыпи может осуществляться открытым способом. С учетом малой мощности перекрывающих рыхлых отложений (менее 3,0 м), такие геолого-промышленные показатели как форма залежи и изменчивость могут быть установлены путем проходки канав вкрест простирания в пределах карьера. Для определения протяженности и устойчивости продуктивной толщи необходимо проведение буровых работ вдоль ее простирания. Также рекомендуется отбор проб валовым способом для проведения технологических испытаний. При разработке россыпи может быть налажено безотходное производство, оставшийся после обогащения кварцевый песок может использоваться не только в строительных целях, но и в стекольной промышленности.

Участок Артюшенко рекомендуется для проведения дальнейших геолого-разведочных работ на комплексные титан-циркониевые россыпи.

Обоснованием экономической целесообразности дальнейшего изучения и разработки выявленных на территории Таманского полуострова россыпных участков являются:

- благоприятные экономические показатели добычи, переработки и использования полезного ископаемого (добыча открытым способом, легкость обогащения, высокий спрос на титановые и циркониевые концентраты, а также на попутно извлекаемый кварцевый песок и гранатовые абразивы);

- благоприятное экономическое расположение района (юго-западная часть Южного Федерального Округа РФ);

- благоприятное географическое расположение района (низменный рельеф, теплый климат);

- высокая экономическая освоенность района (наличие асфальтированных и улучшенных грунтовых дорог, связь с другими регионами автомагистралями, а также железнодорожными и морскими путями, наличие электроэнергии, топлива и рабочей силы);

- доступность месторождений (близость транспортных путей, близость населенных пунктов (в 1,5 - 5,0 км), возможность строительства обогатительных предприятий в непосредственной близости месторождения).

Сочетание вышеперечисленных благоприятных геолого-промышленных и экономии-ческих показателей может обеспечить не только значительное снижение затрат на дальнейшее освоение и разработку месторождения, но и ускорить окупаемость предприятия за счет попутной добычи кварцевого песка и гранатов. При комплексной разработке россыпей, предельно допустимые промышленные концентрации полезных компонентов могут быть снижены, за счет чего в эксплуатацию может быть введен больший объем пород.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Россыпевмещающие отложения на Таманском полуострове приурочены к пантика-пейским слоям киммерийского яруса и представлены псаммитовыми и алевритовыми породами, а также переходными между ними разностями (песками апевритистыми, песками алевритовыми, алевритами песчаными, алевритами песчанистыми).

2. Впервые в строении киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова выявлено 12 типов слоистости. Наибольшим распространением в киммерийских отложениях пользуется полого-волнистая (непараллельная равномерная сплошная, непараллельная равномерная прерывистая, непараллельная неравномерная сплошная, непараллельная неравномерная прерывистая) и горизонтальная (неравномерная ритмическая) типы слоистости, но встречается также волнистая (перекрестная вогнуто-выпуклая), косая (параллельная в-образная однонаправленная) и сложные типы слоистости, такие как полого-волнистая с линзовидной, косо-волнистая, диагональная, клиновидная полого-косослоистая и текстуры оползания. Установленные типы слоистости использованы для фациальных построений.

3. В составе киммерийского яруса Азово-Кубанского региона выделены следующие литолого-фациальные комплексы отложений: прибрежно-мелководных, мелководного шельфа, палеопролива и глубоководного шельфа. Киммерийские россыпевмещающие отложения Таманского полуострова входят в состав литолого-фациального комплекса палеопролива, включающего псаммитовый и псаммитово-алевритовый субкомплексы. Субкомплексы выделены на основании особенностей состава, строения и генетических различий.

Псаммитовый субкомплекс распространен в северной части полуострова, а также приурочен к наиболее возвышенным частям антиклинальных гряд в центральной и южной частях полуострова. Генетически образование псаммитового субкомплекса связано с зонами развития волнений и слабых течений. Для песков этого субкомплекса характерны различные комбинации полого-волнистой и волнистой слоистости, а также сложные типы слоистости (волнистая многостепенная и косо-волнистая).

Псаммитово-алевритовый субкомплекс развит в более глубоководных областях на нижних частях склонов антиклинальных гряд, в прогибах между грядами, а так же в

западной части полуострова. В песках и алевритах субкомплекса отмечено чередование косой и горизонтальной слоистости (диагональная слоистость), однонаправленная s-образная косая, горизонтальная и различные комбинации полого-волнистой слоистости.

4. В киммерийских отложениях Таманского полуострова содержание минералов легкой фракции составляет 34,0 - 99,9 %. Содержание минералов тяжелой фракции обычно не превышает 3,0 - 7,0 % в россыпевмещающих отложениях и 66,0 % в россыпях.

Легкая фракция представлена преимущественно кварцем, в подчиненном количестве отмечаются зерна полевых шпатов, кальцита и чешуйки слюды. В тяжелой фракции основными рудными минералами являются ильменит, лейкоксен, рутил, сфен и циркон. Их суммарное содержание варьирует от 2,6 до 50,7 кг/м3. Из других тяжелых минералов диагностированы магнетит, дистен, ставролит, амфиболы, турмалин, гранаты.

5. Видовой набор терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова определялся в первую очередь составом и пространственным расположением различных коренных пород нескольких источников сноса (территории Северо-Западного Кавказа, Русской платформы и Ставропольского свода). Влияние источников сноса в значительной мере определялось тектоническими процессами, которые контролировали распространение областей размыва и осадконакопления. Количественное соотношение терригенных минералов в россыпях зависело от динамики осадочного процесса.

6. Участки накопления титан-циркониевых россыпей на Таманском полуострове приурочены к гидродинамически высокоэнергетичным обстановкам присводовых частей антиклинальных гряд и к областям развития подстилающих мэотических мшанковых органогенных построек.

7. С учетом основных условий формирования и особенностей распространения киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова установлены критерии прогнозирования: тектонический, геоморфологический, гидродинамический, литолого-фациальный и минералого-петрографический.

8. На основании критериев прогнозирования оценены суммарные прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов для киммерийских отложений Таманского полуострова в количестве 26460 тыс. тонн. В составе киммерийских отложений на юге Таманского полуострова выделены россыпные участки горы Круглой и карьера Артюшенко.

Россыпь горы Круглой генетически связана с полосой аккумулятивных тел, образовавшихся в киммерийское время в области развития мэотических мшанковых органогенных построек на юге полуострова. Прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов россыпи горы Круглой по категории Pi оценены в количестве 13,8 тыс. тонн.

Россыпь карьера Артюшенко была образована под действием затухающих волнений и набирающих силу течений в присводовой части антиклинальной гряды, расположенной в южной части полуострова. Прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов россыпи карьера Артюшенко по категории Pi оценены в количестве 79,4 тыс. тонн.

Выявленные россыпные участки рекомендуется для проведения дальнейших геологоразведочных работ на комплексные титан-циркониевые россыпи. Установленные критерии прогнозирования имеют практическое значение и могут быть использованы при выполнении аналогичных исследований в других регионах Предкавказского россыпного бассейна.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Бойко Н.И., Коркошко A.B. О влиянии органогенных построек на формирование неогеновых титан-циркониевых россыпей юга России // Геология рифов: материалы международного совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 27-29.

2. Бойко Н.И., Коркошко A.B. Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2007. № 1. С. 2227.

3. Бойко Н.И., Коркошко A.B. Минерагения киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова // Вопросы геологии и освоения недр Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2007. С.72-79

4. . Коркошко A.B. Вещественный состав и условия образования титан-циркониевых россыпей Ставропольского свода // Записки Горного института: Полезные ископаемые России и их освоение. СПб.: Изд-во СПГГИ (ТУ), 2003. С. 35-37.

5. Коркошко A.B. Литолого-фациальные особенности и условия образования сарматских титан-циркониевых россыпей Западного Предкавказья // Проблемы геологии и освоения недр: труды VIII Международного симпозиума имени ак. М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. С. 193-194.

6. Коркошко A.B. Вещественный состав и условия образования киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова // Проблемы геологии и освоения недр: труды IX Международного симпозиума имени ак. М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. С. 167-168.

7. Коркошко A.B. Титан-циркониевые россыпи юга России // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии: материалы IV международной научно-практической конференции. Астрахань: Изд-во Астраханского университета, 2005. № 3 (12). С. 102-106.

8. Коркошко A.B. Литолого-фациальные особенности и условия образования киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова // Типы седименто-генеза и литогенеза и их эволюция в истории Земли: материалы 5-го Всероссийского совещания. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2008. С. 340-344

9. Korkoshko A.V. Titanium-zirconium placers in the south of Russia // South-Russian bulletin of geology, geography and global energy. Materials of the IV international scientific practical conference. Astrahan. 2005. № 4 (13). P. 59 - 62

Издательство «ЦВВР». Лицензия ЛР № 65-36 от 05.08.99 г. Сдано в набор 13.11.08 г. Подписано в печать 13.11.08 г. Формат 60*84 1/16 Заказ № 984. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Оперативная печать. Тираж 100 экз. Печ. Лист 1,0. Усл.печл. 1,0. Типография: Издательско-полиграфическая лаборатория УНИИ Валеологии

«Южный федеральный университет» 344091, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 28/2, корп. 5 «В», тел (863) 247-80-51. Лицензия на полиграфическую деятельность № 65-125 от 09.02.98 г.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Коркошко, Анна Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

2.1. Тектоника

2.2. Стратиграфия

2.2.1. Неогеновая система

2.2.1.1. Миоцен

2.2.1.2. Плиоцен

2.2.2. Четвертичная система

3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ КИММЕРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

3.1. Методика изучения киммерийских отложений

3.2. Текстурные особенности киммерийских отложений

3.3. Структурные особенности киммерийских отложений

3.4. Минеральный состав киммерийских отложений

3.4.1. Минералы легкой фракции

3.4.2. Минералы тяжелой фракции

4. ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КИММЕРИЙСКИХРОССЫПЕВМЕЩАЮЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

4.2. Литолого-фациальные особенности киммерийских р оссыпевмещающих отложений и титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

4.3. Условия образования киммерийскихроссыпевмещающих отложений Таманского полуострова

5. МИНЕРАГЕНИЯ КИММЕРИЙСКИХ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫХ

РОССЫПЕЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

5.1. Особенности минерального состава киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

5.2. Источники сноса терригенных минералов киммерийских титан-циркониевых россыпей

5.3. Условия образования и закономерности распространения киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова

6. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА КИММЕРИЙСКИХ ТИТАН

ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

6.1. Критерии прогнозирования

6.2. Характеристика прогнозных площадей 171 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 178 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова"

Актуальность работы состоит в воссоздании и укреплении минерально-сырьевой базы титан-циркониевых руд, в которых отечественная промышленность испытывает острый дефицит. Добыча титан- и цирконий-содержащих минералов из коренных источников не удовлетворяет внутренние потребности страны, в связи с чем в последнее десятилетие значительно возрос интерес к россыпным месторождениям данных минералов, так как их разведка, добыча и переработка являются экономически более выгодными.

Нами в результате проведенных исследований в пределах западной части Предкавказского россыпного бассейна выявлен ряд новых россыпей, среди которых наиболее перспективными оказались россыпи приуроченные к киммерийским отложениям Таманского полуострова.

Цель и задачи работ. Основной целью настоящей работы является выявление закономерностей распространения и условий формирования титан-циркониевых россыпей на основании изучения вещественного состава, строения и условий образования россыпевмещающих киммерийских отложений Таманского полуострова.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-изучить вещественный состав и строение киммерийских россыпевме-щающих отложений Таманского полуострова;

- осуществить литолого-фациальные построения для киммерийских отложений региона;

-определить условия образования продуктивных киммерийских отложений Таманского полуострова;

-выявить закономерности распространения титан-циркониевых россыпей во вмещающих киммерийских отложениях;

- установить критерии прогнозирования киммерийских титан-циркониевых россыпей и дать их прогнозную оценку.

Научная новизна работы.

1. Детально изучен состав и строение киммерийских россыпевме-щающих отложений и титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова.

2. Осуществлены литолого-фациальные построения для киммерийских отложений Азово-Кубанского региона.

3. Определены условия образования киммерийских россыпевме-щающих отложений Таманского полуострова.

4. Выявлены закономерности распространения и условия образования киммерийских титан-циркониевых россыпей.

5. Установлены критерии- прогнозирования киммерийских титан-циркониевых россыпей.

Научные результаты диссертации отражены в 9 печатных работах, в том числе 5 работ опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, из которых 2 - в рекомендованных ВАКом по профилю специальности — «Известия высших учебных заведений. Геология и разведка», «Записки горного института».

При написании диссертации использованы фондовые материалы по геологической съемке, поисково-разведочных и тематических работ на различные полезные ископаемые, а также результаты структурного, параметрического и поисково-разведочного бурения на Таманском полуострове (Д.В. Абуев, Ю.И. Алексеенко, C.JI. Афанасьев, Г.И. Баранов, М.И.Бахитин, В.И. Берлявский, B.JI. Бойко, Т.Ф. Бойко, А.Ф. Боргалев, Г.С. Важенина, Г.С.Вакенина, В.Е. Вартонесов, С.М. Волк, Г.И. Глек, B.JI. Гординский, О.И.Громов, B.JI. Егоян, Г.М. Ефремов, Б.П. Жижченко, П.С. Жук, В.Е. Захаров, О.Е. Звягинцев, В.А.Зубаков, Я.А. Измайлов, А.С. Кандауров, А.Г. Ко-билев, Р.И. Коган, А.Ф. Кодукова, П.И.Козорезов, И.И. Колосов, С.Г. Корсаков, В.В. Ляхович, И.М. Малышев, Г.З. Марташвили, В.А. Мельников, А.М.Мирошников, Ю.А. Нетесов, А.В. Нетреба, Б.М. Никифоров, Е.А.Овчинников, В.Л. Омельченко, А.Б. Островский, Э.П. Павлов, Ю.Н. Па-стушенко, P.M. Пистрак, И.Б. Полищук, Н.Н. Пруцкий, Н.Я. Рогозин, А.Ф.Савельева, С.А. Савопуло, Н.П. Самарский, А.А. Саркисов, В.А. Селении, В.А. Сереженко, Д.П. Сердюченко, Н.М. Сидоропуло, М.О. Стародубцев, Н.Н. Тимофеева, М.В. Усков, А.Г. Фиш, В.Е. Хаин, С.А. Цеханский, А.Г. Шемпелев, С.Р. Щербак и др.).

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Коркошко, Анна Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Впервые в строении киммерийских россыпевмещающих отложений Таманского полуострова выявлено 12 типов слоистости. Наибольшим распространением в киммерийских отложениях пользуется полого-волнистая (непараллельная равномерная сплошная, непараллельная равномерная прерывистая, непараллельная неравномерная сплошная, непараллельная неравномерная прерывистая) и горизонтальная (неравномерная ритмическая) типы слоистости, но встречается также волнистая (перекрестная вогнуто-выпуклая), косая (параллельная s-образная однонаправленная) и сложные типы слоистости, такие как полого-волнистая с линзовидной, косо-волнистая, диагональная, клиновидная полого-косослоистая и текстуры оползания. Установленные типы слоистости использованы для фациальных построений.

3. В составе киммерийского яруса Азово-Кубанского региона выделены следующие литолого-фациальные комплексы отложений: прибрежно-мелко-водных, мелководного шельфа, палеопролива и глубоководного шельфа. Киммерийские россыпевмещающие отложения Таманского полуострова входят в состав литолого-фациального комплекса палеопролива, включающего псаммитовый и псаммитово-алевритовый субкомплексы. Субкомплексы выделены на основании особенностей состава, строения и генетических различий.

Псаммитово-алевритовый субкомплекс развит в более глубоководных областях на нижних частях склонов антиклинальных гряд, в прогибах между грядами, а так же в западной части полуострова. Накопление песков и алевритов субкомплекса происходило под действием направленных донных течений. В песках и алевритах субкомплекса отмечено чередование косой и горизонтальной слоистости (диагональная слоистость), однонаправленная s-образная косая, горизонтальная и различные комбинации полого-волнистой слоистости.

4. В киммерийских отложениях Таманского полуострова содержание минералов легкой фракции составляет 34,0 - 99,9 %. Содержание минералов тяжелой фракции обычно не превышает 3,0 — 7,0 % в россыпевмещающих отложениях и 66,0 % в россыпях.

Легкая фракция представлена преимущественно кварцем, в подчиненном количестве отмечаются зерна полевых пшатов, кальцита и чешуйки слюды. В тяжелой фракции основными рудными минералами являются ильменит, лейкоксен, рутил, сфен и циркон. Их суммарное содержание о варьирует от 2,6 до 50,7 кг/м . Из других тяжелых минералов диагностированы магнетит, дистен, ставролит, амфиболы, турмалин, гранаты.

Количественное соотношение терригенных минералов в россыпях зависело от динамики осадочного процесса.

8. На основании критериев прогнозирования оценены суммарные прогнозные ресурсы титан- и цирконийсодержащих минералов для киммерийских отложений Таманского полуострова по категории Рз в количестве 26460 тыс. тонн. В составе киммерийских отложений на юге Таманского полуострова выделены россыпные участки горы Круглой и карьера Артюшенко.

Выявленные россыпные участки рекомендуется для проведения дальнейших геолого-разведочных работ на комплексные титан-циркониевые россыпи. Установленные критерии прогнозирования имеют практическое значение и могут быть использованы при выполнении аналогичных исследований в других регионах Предкавказского россыпного бассейна.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Коркошко, Анна Викторовна, Ростов-на-Дону

1. Абих Г. Геологический обзор полуостровов Керчи и Тамани // Записки Кавказского отделения русского геологического общества. М. 1873. 4.8. С. 10-165

2. Айбулатов Н.А. Динамика твердого вещества в шельфовой зоне. JL: Гидрометиздат, 1990. 271 с.

3. Айбулатов Н.А., Щербаков Ф.А. Новые данные о строении и происхождении Анапской пересыпи и прилегающих районов шельфа Черного моря // Современные процессы осадконакопления на шельфах Мирового океана. М.: Наука, 1990. С. 145-149.

4. Айнемер А.И., Коншин Г.И. Россыпи шельфовых зон Мирового океана. Л.: Наука, 1982. 231 с.

5. Алексеев В.А., Алексеева Н.Г., Даниялов М.Г, Десинов JT.B. Космический мониторинг разломов Дагестана и Таманского полуострова // Проблемы геологии и освоения недр юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2006. С. 124.

6. Андреев В.М., Казанцев Р.А., Панаев В.А. Тектоника области сочленения Кавказа и Крыма // Тектоника и стратиграфия. 1981. Вып. 19. С.17-21.

7. Андрусов Н.И. Геологические исследования на Таманском полуострове // Материалы по геологии России XXI. 1904. С. 56-58.

8. Атлас минералов и руд редких элементов / под ред. А.И. Гинзбурга. М.: Недра, 1977. 264 с.

9. Атлас палеогеографических карт и палеонтологических карт Русской платформы и ее геосинклинального обрамления масштаба 1:5000000 / под ред. А.В. Виноградова, В.Д. Наливкина, А.Б. Ронова, В.Е. Хаина. М.: Госгеолтехиздат, 1962.

10. Атлас текстур и структур осадочных горных пород. 4.1. Обломочные и глинистые породы / под ред. Е.В. Дмитриевой. М.: Госгеолтех-издат, 1962. 700 с.

11. Байдов Ф.К., Дьяконов А.И. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности меловых отложений Таманского полуострова и южной части Азовского моря // Геология нефти и газа. 1977. № 1. С. 25-29.

12. Батурин В.П. Палеогеография по терригенным компонентам. Баку-Москва.: Изд-во ОНТИ, 1937. 148 с.

13. Белов В.Н. Очерки по структурной минералогии. М.: Недра, 1976.344 с.

14. Белоусов В.В., Яроцкий JI.A. Некоторые вопросы тектоники Керченско-Таманской области // Проблемы современной геологии. 1934. №3. С. 207-231.

15. Бергер М.Г. Терригенная минералогия. М.: Недра, 1986. 227 с.16. . Бетехтин А.Г. Минералогия. М.: Госгеолтехиздат, 1950. 957 с.

16. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1955.472 с.

17. Блинов В.А., Короленко Н.В. Минеральное сырье. Титан: справочник. М.: ЗАО « Геоинформмарк», 1998. 49 с.

18. Богданович А.К., Буряк В.Н. Таманский полуостров // Стратиграфия СССР. Неогеновая система. T.l. М.: Недра, 1986. С. 142-151.

19. Бойко Н.И. Происхождение киммерийских железных руд Азово-Кубанского региона // Руды и металлы. 2000. № 5. С. 44- 50.

20. Бойко Н.И. Литолого-фациальные особенности и условия образования мэотических отложений Азово-Кубанского региона // Литология и полезные ископаемые. 2001. № 2. С. 182-186.

21. Бойко Н.И. Закономерности распространения и условия образования титан-циркониевых россыпей на юге России // Руды и металлы. 2003. № 1. С. 12-19.

22. Бойко Н.И. Титан-циркониевые россыпи Ставрополья // Литология и полезные ископаемые. 2004. № 6. С. 523-530.

23. Бойко Н.И., Власов Д.Ф., Голиков-Заволженский И.В., Седлецкий В.И., Талпа Б.В. Справочник по месторождениям неметаллических полезных ископаемых Краснодарского края. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1975. 516 с.

24. Бойко Н.И., Коркошко А.В. Минерагения киммерийских титан-циркониевых россыпей Таманского полуострова // Вопросы геологии и освоения недр юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2007. С.72-79

25. Бойко Н.И., Коркошко А.В. О влиянии органогенных построек на формирование неогеновых титан-циркониевых россыпей юга России // Геология рифов: материалы международного совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 27-29.

26. Бойко Н.И., Коркошко А.В. Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2007. № 1. С. 22-27.

27. Бойко Н.И., Седлецкий В.И., Талпа Б.В. Прогнозирование неметаллических полезных ископаемых на Северном Кавказе. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1986. 256 с.

28. Бойко Н.И., Скляренко Г.Ю. Миоценовые титано-циркониевые россыпи южного склона Воронежской антеклизы // Руды и металлы. 2007. №6. С. 36-41

Информация о работе

Коркошко, Анна Викторовна
кандидата геолого-минералогических наук
Ростов-на-Дону, 2008
ВАК 25.00.11

Диссертация

Киммерийские титан-циркониевые россыпи Таманского полуострова - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы