Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

КРитерии апатитоносности мафических формаций Минусинско-Кузнецкой провинции

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

Автореферат диссертации по теме "КРитерии апатитоносности мафических формаций Минусинско-Кузнецкой провинции"

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА НАУЧНО-ИССЩОВАТЕЛЬСИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ.А.,П.КАРПИНСКОГО . (ВСЕГЕИ)

на правах рукописи

Уда 553.641.04:551.263.038 (571.1 - 925.15) БЕЛЯЕВ ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

КРИТЕРИИ АЛАТИТОНОСНОСТИ МАФИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЙ ЮШСШСНО-Ю'ЗЩКСЙ ПРОВИНЦИИ

Специальность: 04.00.11 -

геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений; металлогения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-ГЬтерРург, К02

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследоватэдьском институте геологин нерудных полезных ископаемых (ЕЯИИгеолнеруд)

Научный руководитель - доктор гволого-ыянералогических наук

Р.К.Файзулии

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических наук

В.А.Ыилашев НПО "Океангвология* кандидат гволого-минералогических наук И.Я.Дядыгина ВСЕГЕИ Ведущее предприятие - Сибирский научно-исследовательский

институт геологии и минерального сырья (СШШГиКС)

Защита состоится " р " 1992 г. в ^ час.

на заседании специализированного совета Д. 071.0?.02-при Всесоюзном ордена Ленина научно-исследовательском геологическом институте тсД.П.Каршнского (199026, г.Санкт-Петербург, Средний пр., 74)

С диссертацией можно ознакошгься в библиотеке ВСЕГЕИ Автореферат разослан " -*-с&у/и~а 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, нандндаг геолого-минералогических наун Ю.Е.Вишневская

0Б1ДАЯ ХАРАКТЕШСИКА РЛЕОШ

Актуальность темы. Интенсификация сельского хозяйства и как следствие этого удовлетворение потребности страны в продовольственных товарах в значительной степени зависят от роста производства фосфорных удобрений, основным сырьем для получения которых служат апатитовые руды. Главным и практически единственным их поставщиком являются Хибинские месторождения, далеко не удовлетворяющие потребности народного хозяйства. Поэтому одной из основных задач геологических организаций является повышение эффективности и качества научно-исследовательских и геологоразведочных работ на фосфорные руды, усиление сырьевой базы в европейской части страны и ее становление в Сибири и на Дальнем Востоке.

В азиатской части сосредоточена преобладающая часть разведанных запасов и прогнозных ресурсов апатитовых руд, однако предприятия по их добыче и переработке здесь отсутствуют. Объясняется это тем, что месторождения алауига либо находятся в неблагоприятных экономических условиях (Анабарская и Джугд?:уро-Стгновая провинции) .либо представлены беднхсги комплексными рудами, не отвечавшими современным кондициям (Уральская и Кончетавская провинции). Вовлечение в эксплуатации других месторождений сдерживается технологическими (Алданская провинция) или экологическими (Байкальская провинция) факторами.

В настоящее время в добыче многих полезных ископаемых наблюдается тенденция повышения удельного веса средних и бедных руд. В экономически освоенных районах Сибири известен целый ряд крупных проявлений бедных, но высоко технологичных апатитовых и комплексных апатктсодеряаших руд мафических формаций. Одним из таких регионов является Нинусинско-Куэнецкая провинция.

Цель и основные задачи исследований. Проблема создания в перспективе фосфорной базы Западной Сибири определяет и основную цель проведенных исследований - прогнозную оценку апатитоносности мафи-

ческих формаций Минускнско-Дуэнецкой провинции. Для достижения данной цели потребовалось решение следующих задач: I) определение положения изучаемых комплексов в ряду апатит-сносных мафических формаций страны; 2' выявление и уточнение формаци~чнкх, генетических и промьшленно-перспективных типов месторождений и минерально-генетических разновидностей руд; 3) установление геологических обстановок нахождения, главных особенностей строения, состава и условий образования месторождений; 4) разработка прогнозно-поисковых критериев; 5) выработка рекомендаций на постановку тематических и геологоразведочных работ.

Фактическая основа работы. Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте геологии нерудных полезных ископаемых под руководством доктора геолого-минералогических наук Р.М.ФаЙ-зуллина. В основу ее легли результате исследований автора в области минерагении, прогноза и поисков месторождений апатита Западной и Восточной Сибири (1960-1991 гг.). Бее фактические материалы, нашед-;лк отражение в диссертации, использовались при разработке научно-исследовательских тем №№ 225, 242, 333, 383, 729, 596 и 901, входи-• вишу в утвержденные Мингео СССР планы НИР института.

Научная новизна и практическая ценность работы. Диссертация представляет собой детальное изложение материалов и разработку вопросов по минерагении, прогнозированию и поискам месторождений апатита. Основные результаты проделанной работы заключаются в следующем: I) создана формационно-тектоническая основа для регионального прогноза месторождений апатита Минусинско-Кузнецкой провинции; 2) установлены основные пространственные и временные закономерности размещения апатитового оруденения; 3) разработаны и уточнены региональные и локальные прогнозно-поисковые критерии апатитовых месторождений; 4) сконструирована геолого-геофизическая модель глубинного строения Латинского рудного узла; 5) дана региональная и локальная перспективная оиенка апатитоносности мафических формаций; 6) определены и научно обоснованы главные направления прогнозных и

поисковых работ.

Практическая ценность диссертации состоит в том, что она даег четкое представление о минерагеническом потенциале апатитоносности Микусинско-Ч/знецкой провинции, а также определяет стратегию прогноза и поисков месторождений апатита.

Основные защищаемые положения. В диссертационной работе выдвинуты и зачищаются следующие положения:

1. Апатитоносные мафические формации Ыинусинско-Дузнецной провинции возникли в условиях эвгеоси'нклинального и орогенного режимов в раннекаледонсную и раннегерцинскую минерагеничесхие эпохи на геоантиклинальных поднятиях с сиалическим профилем их основания и тер-ригенно-карбонатным разрезом чехла. Пространственно они приурочены

к оперяющим тектоническим нарушениям 1^/знецко-Алтайскогэ трансрегионального глубинного разлома (главы 1,2).

2. Апатитовые и комплексные апатитсодеркащие проявления локализуются в меланократовых габброидах специфического состава (титанав-гит + Лабрадор, Ма > К, = 65-85), при этом максимальные концентрации апатита приурочены к аыфиболиаированным, нефелинизирова-ошм и калишпатизированным участкам (главы 2,4).

3. Сиенит-габбровые массивы Датынского рудного узла являются дофизаш крупного лот литообраэного тела, прорванного глубинными нтрузиями щелочного или щелочи,з-ультраосновного карбонататового остава (главы 3,4).

4. Среди комплексных фосфорно-титано-келеакых руд 11&тынского

ассива выделяются 4 минерально-генетические разновидности (ильыенит-

лтанокагнетитовая. ильыенит-апатит-титансмагнйтитовая, апатит-ильм

знит-титаноагнетитовая, апатитовая), формирование которых связано юцессами гравитационно-кристаллизацисннсй дифференциации толеито-)й магмы, автометасоматоза и креыне-иелочного метасоматоза (глава 4).

Апробация результатов исследований, ¿иссертация представлена

к защите отделом геологии и оценки месторождений агроруд и горнохимического сырья ВНИИгеоямеруд. Основные ее теоретические положения, разработки теоретического и прикладного значения докладывались х обсуждались на Всесоюзных совещаниях, конференциях и семинарах по фосфатному сырью в гг.Казани (1980-1991гг.). Красноярске (1987г.)« Новосибирске (1987г.). Иркутске (1989г.). Москве (1990г.). Санкт-Петербурге (1989-1991гг.), на заседаниях НТС ПГО "Залсибгеология" (1986-1991гг.), "Красноярскгеология" (1987г.), на заседаниях Главной редколлегии по прогнозный картаи фосфатоносности территории СССР (Казань. 1977-1980 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 14 опубликованных работах, в том числе в 3 коллективных монографиях. Кроне того, материалы исследований использованы в Минерагенмчес-кой карте СССР. Фосфатное сырье. Масштаб 1:2 500000. изданной в 1984г. и демонстрировавшейся на ПУЛ Международном геологическом конгрессе (Москва).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения» четырех глав и заключения, изложенных на 262 страницах машинописного текста. Она включает 34 таблицы, 59 рисунков, списка литерату- , ры из 76 наименований.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-ми-нералогическшс наук Р.М.Файзуллина, .которому автор выракает глубокую благодарность. Успешному проведению полевых работ во многом способствовал деловой контакт с сотрудниками производственно-геологических и научных организаций: А.К.Мкртьгчьян, А.П.Липишанов, А.Н. Минаков (ПГО "Брасноярскгеология"), Ю.К.Еерезиков, Л.П.Топольник. Е.Д.Белкин, Е.В.Анопов (ПГО "Залсибгеология"К А.П.Кривенко. Л.В. Витте (ИГ и Г СО АН СССР). Е.А.Данилин (Красноярский ПИ). Подготовке и написанию работа способствовали консультации, советы и критика Е.М.Аксенова, В.И.Богнибова, Н.Н.Ведерникова, Л.В.Витте! В.Н.Довга-ля» И.Я.Дядькиной, В.Г.Изотова» А.П.Кривенко, В.П.Петрова. С.А.Сшс-

лова. Большая практическая помощь в техническом оформлении была оказана Р.И.ПодбороноЕой, Е.Е.Смоляковой, Н.О.¡юрышевой и В.И.Вят-кинкм. Всем названным лицам автор выражает искреннюю признательность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОШЕСДОГО СТРОЕНИЯ И АГМТЖОНОСНОС-Ш ШНУСИНСИО-КУЗКЕЦЮЙ ПРОШНЩИ.

Краткая геологическая характеристика главный типов тектонических структур. Минусинско-Кузнецная провинция располагается в севе-ю-эападной части Адтае-Саянской области, охватывая салаирсние складчатые сооружения Кузнеикого Алатау, Батекевского кряка и Горной 1ории; кроме того, в ее состав входит северо-западная окраина Мину-•инского прогиба. Главные типы тектонических структур представлены еоантиклшальными поднятиями, эЕгеосшклинальнкш и миогеосинкли-альными прогибами, орогенными и посторогеннкми впадинами. В их троении принимают участие структурно-формаиионнке комплексы, обра-овавшиеся преимущественно в условиях режимов эвгеосинклинального !? - Б ) и срединных массивов (И - 6 ^). Значительно меньшим рас-эостранением пользуются комплексы протогеосинклинального (^ * югеосинклинального (С^-З }, орогенного ( В - Т) и платформенно-) ( '■'зг режимов.

Массивы апатитоносннх мафических формаций наиболее широко разви-I на геоантиклинальных поднятиях. Последние характеризуются сокранной мощностью разреза карбонатных и кремнисто-карбонатных отложе-й с брахиформнш типом складчатости. Мощность земной коры поднятий ставляет 47-50 км, базальтового слоя - 36-30 км, "гранитно-метамор-теского"- 18-22 км. Над указанными структурами преобладают отри-гельные гравитационные и магнитные поля. По сумме геолого-геофи-геских признаков геоантиклинальные поднятия соответствуют участку [ной коры сиалического типа. Главные тили структур имеют субыерн-1нальное простирание, обусловленное направлением Кузнеико-Алтайского

глубинного разлома. С оперяюодши разлом тектоническими нарушениями связаны проявления апатитоносных мафических формаций.

Эволюция продуктивного магматизма. В истории развития магматизма региона выделяются две минерагеничаские эпохи (ракне- и средне-палеозойская), согласующиеся о главнейюши тектоно-магыатичесиими стадиями. Раннепалеозойская епоха связана с геосинклиы&льным этапом развития и включает в себя средне- позднекембрийскую эпоху апатитообразования (сиеикт-габбровая и габбро-монцодиоритовая формации)1. Сгеднепалаоэойская минерагеничеохая эпоха совпадает с оро-генной стадией развития региона и подчиндет себе ранне- среднеде-вонскую эпоху апатитообразовакия Iтрахнбаеальтовая н щелочио-габ-броидная формации).

Геология и апатятоносность магических формаций. Среди большого количества различных по составу магматических комплексов провинции апатитовое оруденение установлено в связи с сиенит-габбровой ( £ габбро-монцодиормтовой ( € £_з), трахнбазальтовой (Б

и щелочно-габброидной ) формациями.

Для сменит-габбровой формации характерны автономные воронкообразной формы интрузивы с чашеобразной стратифицированной внутренней структурой и крутопадаодими контактами. Массивы имеют двух- или трехфазное строение. Среди пород первой фазы преобладают различные габброиды (от анортозитов до пироксенитов). Вторая представлена породами делочного ряда (щелочные и нефелиновые сиенит), третья фаза представлена дайковыми породами пестрого состава. По основным петрохимическим характеристикам габброиды относятся к известково-щелочному типу пород натриевой, реже халиево-натриевой линий и характеризуются повышенными содержаниями Са, А1, Ге, К и Р. С наиболее меланократовыми породами первой фазы ассоциируют апатит-ильме-нит-тиганомагнетитовые рудопроявлення, сопоставимые по прогнозным ресурсам с крупными (Ц&тынское) и средними (Больше-^улыайгинское) месторождениями. Сложены они убогими (Р^^ 2-4%) хорошо и удовлет-

творительно обогатишмк рудами.

Габбро-мокцодиоритовая формация представлена массивами, имеющими форму штоков, даек, реке воронкообразных тел с элементами стратификации. В составе их выделявтся породы двух фаз: I) габбро, пиро-ксениты, амфиболиты; 2) диориты, монцодиоригы, эссекситы. По химическому составу они относятся и лейконафитовой калиево-натриевой серии повышенной щелочности и характеризуются высокими содержаниями Т1 , Р, Ва и Бг . К меланократовьш разновидностям пород первой фазы приурочены проявления убогих (Р2О5 3-4%) легкообогатшых апатитовых руд (Наштакокое, Каролиновское и др.), сравнимые по прогнозным оценкам со средними и мелкими месторождениями.

' Трахибазальтовая формация, имеющая мощность разреза 1700-2500 и, представлена гремя дифференцированными сериями пород: I) щелочная (пикрит, тефрит), 2) субщелочная (базальт, трахибазальт, трахит), 3) промежуточная (линозаит, шошонит, грахифонолит). Для химического состава пород показательны недосыщенность кремнекислотой. повышенные содержания глинозема и щелочей при преобладании натрия. Повышенные концентрации Г^О^ (1,2-3у станов лень? на Лево-Урюп-ском и Ничкурюпском проявлениях в меланократовых породах субщелочной и щелочной серий.

Массивы щеяочно-габброидной формации обычно имеют небольшие р

(1-3 кы ) размеры, форму изометричных штоков, неправильных и дайко-образных тел. Образование массивов происходило в гипабиссальных условиях в три фазы: I) шелочные габброиды, 2) фоидолиты, 3) нефелиновые сиенита. В химическом составе пород обращает внимание высокая щелочность натриевой линии. Апатитоносность собственно интрузивных пород незначительна. Небольшие апатит-нефелиновые проявления (Веселое, Петропавловское и др.) связаны с участками щелочного метасоматоза иеланократовых габброидов.

ГЛАВА 2. ПЕРСПЕКТИВЫ АПАЯШНОСНОСШ ШНУСИНСКО-КУЗНЕЦКОЙ ПРОВИНЦИИ.

Региональные и локальные прогнозно-поисковые критерии. Разработанный комплекс прогнозно-поисковых критериев (табл. ) оско'ван на анализе многочисленных материалов по геологическому строению, составу и алагитоносности магматических формаций. В зависимости от масштабов и целей работ критерии подразделяются на региональные и локальные. Региональные критерии отражают обобщенные закономерности размещения перспективных объектов на уровне рудных районов и узлов, реже отдельных массивов. Локальные критерии отражают закономерности размещения „^латитоносных массивов и месторождений, реке рудных тел.

Региональная прогнозная оценка алатитоносности провинции проведена на основе анализа ее геологического строения и минерагеничес-ких особенностей.

В качестве основной иинерагенической единицы приняты апататоно сны е районы - Нартайгинский, Батеневский, Ирасский,- соответствующие одноименным геоантиклинальным поднятая!/. Районы объединены в Мрасско-Батеневскую минерагеническую эпоху. Конечным элементом ыинерагенического районирования являются рудные узлы - Ударнинский, Уйбатский и Патынский,- отвечающие участкам концентрации апатитоно-сных пассивов.

Перспективная оценка провинции является итогом комплексного анализа структурно-вещественных и ыинерагенических особенностей ее строения, синтезированных в прогнозно-поисковых критериях. С их помощью проведена дифференциация территории с выделением прогнозных площадей различной степени перспективности. В основу обособления площадей положен метод относительных баллов. Суть метода заключается в выборе прогнозно-поисковых критериев на эталонных объектах, разработке балльной шкалы для оценки степени благоприятствования и информативности критериев и в сравнении прогнозируемых объектов с эталонными с учетом поправочных коэффициентов. Соотношение суммы баллов дает возможность оценить прогнозные ресурсы перспективных площадей.

По степени перспективности прогнозные .площади подразделены на

перспективные, малолерспективнке "и с невыясненными перспективами. Перспективным площадям отвечают преимущественно массивы сиенит-габброаой формации с известными алатитопроявлениями и наиболее полным набором прогнозно-поисковых критериев. По прогнозным ресурсам они соответствуют крупным (Патынская) и средний (Болыве-Культайгинс-кал» Узасская и др.) месторождениям. Суммарно на рудопроявления сие-нит-габбровой формации приходится 63% от прогнозных ресурсов провинции, из которых 38$ сосредоточено в Мрасском районе. 19% -Мартайгинскэм. Несколько меньшим (около 30%) потенциалом обладает габбро-монцодиоритовая формация, с которой в Батеневскоы и Мартай-гинском районах связан рдц перспективных (Частайгичская» Печишенская и др.) и с невыясненными перспективами площадей. Но прогнозным ресурсам они сопоставимы со средними и мелкими месторождениями. Существуют также предпосылки для выявления средних и мелких объектов в связи с трахибазальтовой формацией.

Рекомендации по проведению прогнозных и поисковых работ основываются на результатах прогнозной оценки. Проведение их предполагается осуществить на перспективных площадях и отдельных площадях с невыясненными перспективами. Перспективность площади и степень ее изученности предопределяет стадии, виды и методы рекомендуемых ра-5от. В первую очередь необходима постановка предварительных тематических и прогнозных исследований, включающих изучение вешествен-юго состава пород и руд, разработку поисковых критериев, констру-1рование геолого-геофизических моделей и составление прогнозных сарт. На наиболее перспективных плошадях (Патынская, Больше-Культай-'инская) рекомендуется проведение поисковых работ масштаба 1:25000, ¡оторые предлагается осуществить в два этапа: I) опережающий (магнитная, литохимическая и нейтронно-активационная съемки); 2) основной горные, буровые и геофизические работы).

На менее перспективных площадях (Узасская, Усть-Кибрасская и ,р.) необходима постановка гзологической съемки масштаба 1:50 ООО

Критерии апатитоносности мафических формаций

Таблица

I

л 5

<й <п Гй 5. О I 1=3

Прогнозно-поисковые критерии мафических формаций

А

©

К

К«

о к

Ь X

к ф

Е-"

"I—

>>£

Р.Р, &

о

р-§?

к

>1 р.

ь о

I

к

ей я г к

м О О ф

а з-

Сиенит-габбро- :Габбро-монцодио-вая ритовая

Щелочно-габброидная

Трахибазальтовая

:Значимость критерия в баллах

Слабо переработанные, геоантикли- Геоантиклинальные по-

нальные поднятия днятия

То же, интенсивно переработанные (Эрогенные впадины

Орогенные впадины Геоантиклинальные поднятия

Центральные части концентрических Центральные части кольцевых структур структур диаметром 20-30 км

Краевые части указанных структур Узлы пересечения кольцевых структур

Узлы пересечения Узлы пересечения Узлы пересечения северо-западных северо-восточных северо-западных и субмеридиона- и субмеридиональ-и северо-восточных льных разломов ных разломов разломов Участки сгущения Участки сгущения Участки сгущения указанных разло- указанных разло- указанных разломов мов • мов

Узлы пересечения северо-восточных и субмеридиональных разломов

Участки сгущения указанных разломов

Массивы патынс- Однофазные габб-кого типа роиднне массивы

То же, берикуль- Двухфазные мас-ского сивы

Массивы подвижных блоков

То же, стабильных блоков

Вулканиты щелочной серии

То же, субщелочной

Рудные габброиды Наличие амфибол- Наличие нефелинизиро- Преобладание щелоч-образуют выдержа-пироксеновых ме~ ванных скарнов ных пород

нные горизонты тасоматитов

I I

О N К

ЕИё

ф С/ф

«

о

<=!

кые

пласты

«5 К Х

О ®

й;

£ о

Парагенез титан- Парагенез амфи-авгита и лабра- бола, диопсида,

дора То яе, авгита и аздезина

Шлиховые ореолы с содержанием апатита более 10 г/м3 То ае, менее 10 г/м3

I I

ф я

•&Х X

«оа чай

I

со й со о Н ю р. К с, ТОО о

к м

о Щ

к о

55 **

О 0> (-.

зированных пород

тс, п^елиниэиро-: хо же, оуощеяочных ванных пород

андезина То же, амфибола, авгита и Лабрадора

Присутствие воллас-тонита и граната

То же, нефелина и калишпата

Сильйая Слабая

Слабая Сильная

Слабая Сильная

Палый Глубокий

.Малый . Глубокий

Нет

Сложные положи- Положительные

тельные аэромагнитные аномалии (2000-7000 нТд) Простые положительные аэромагнитные аномалии (500-2000 иТл)

аэромагнитные аномалии (более 500 нТя) 1Ь же (менее 500 нТл)

Нет

Во вкрапленниках нефелин

То же, пироксен или плагиоклаз

Сильная Слабая

Глубокий Малый

Положительные аэромагнитно аномалии (более 500 нТл)

То же (менее 500 нТл)

3 I

3 I

Г

5

с общими поисками. Опережающий комплекс работ включает магнитную» не— йтронно-активационную и литохиыиче скую съемки; в основной комплекс входи? геологическое картирование, горные и буровые работы» каротаж скважин.

ГЛАВА. 3. Глубинное строение и перспективы апатитоносности Патынского рудного узла.

Геолого-геофизическая модель глубинного строения Патынского рудного узла. Патынский узел представляет собой специфический участок земной коры, расположенный в краевой наиболее ослабленной части Мрасского геоантиклинального поднятия. Данный участок осложнен разрывными нарушениями и кольцевыми структурами различного порядка и в геофизических полях отражается интенсивными положительными гравитационными и магнитными аномалиями. В его геологическом строении принимают участие карбонатные и терригенно-вулканогенные отложения Ш прорванные интрузиями сиенит-габбровой, габбро-

диабазовой и гранит-граносиенитовой формаций ( € 2_д)-

Геолого-геофизическая модель рудного узла, сконструированная на основе анализа гравимагнигных материалов, показала, что Патынский, Кэпченский и другие сиенит-габбровые массивы являются апикальными выступами крупного лополитообразного тела» имеющего сравнительно небольшую (2-3 км) мощность и сложную форму. На отдельных участках, охватывающих эпицентры магнитных аномалий, имеются более глубинные высоко магнитные объекты, пространственно обособленные от габброидных интрузий и лишь в верхней часта взаимодействующие с ними. Ряд косвенных (геофизических, петрофизических, плихо-минерало-гических и др.) признаков позволяет предполагать шелочной или ще-лочно-ультраосновной (карбонагитовый) состав интрузивных тел.

Взаимодействие щелочной магмы с сиенит-габбровныи массивами ведет к интенсивной метасоматической переработке пород и апатит-иль-менит-титаномагнетитовых руд. собирательной перекристаллизации рудных (в т.ч. и апатита) минералов и образованию новой минерально-ге-

нетической разновидности руд - апатитовой. Втовь образованные руды, установленные автором в Патынсксы массиве, характеризуются более высокими (4-6%) содержаниями Р^О^ и хорошей обогатимостью.

Прогнозная оценка Патынского рудного узла и рекомендации на поотановку поисковых работ. Наиболее перспективным объектом является Патынский массив, з котором промышленный интерес могут представлять наряду с ильменит-апатиг-титаномагнетитовыми и апатитовые руды. Суммарные прогнозные ресурсы массива оцениваются в 74-77 млн.т Р2^5» доля апатитовой разновидности в общем балансе составляет 25%, или 19 млн.т. Имеется ряд предпосылок для' обнаружения подобных руд и в других сиенит-габбровых массивах Патынского узла-£осточном, Кэпченеком, Больше-Культайгинскоы.

Проведенная прогнозная оценка позволяет значительно повысить перспективы алатитоноскости района. Для ее подтверждения необходима постановка тематических и поисковых работ. Оки должны включать предварительные исследования по изучению геофизических и геохимических полей с составлением карт ореолов фосфора и элементов-индикаторов, конструирование моделей глубинного строения и выделение перспективных участков. Для подтверждения оценки необходимо проведение геологосъемочных работ (масштаб 1:50 000-1:25 ООО) и горнобуровых работ, сопровождаемых литехническими и геофизическими исследованиями.

ГЛАВА. 4. Локальная прогнозная оценка Патынского массива и рекомендации по проведению поисковых работ,

Главные особенности геологического строения. Патынский сие-■шт-габбрОЕый массив имеет в разрезе сложную неправильную форму и является апикальным выступом крупного глубинного лопалитообразного гела. Для него характерно концентрически-зональное (в плане) строение и чашеобразная ритмично-расслоенная внутренняя структура, Иас-:ив имеет двухфазное строение, но сложен преимущественно породами 1анней габброидной фазы. В габброидной части выделяются три рассло-

енше и краевая слабо дифференцированная серии, сложенные преимущественно авгитовыми и оливиновьат габбро, анортозитами, гроктоли-гаш и пироксенигаыи. Широким распространением пользуются рудные (в *.ч., апатихоно сные) разновидности пород. По химическим особенное тям габброиды относятся к толеитовой и частично известково-пелочной сериям. Щелочная фаза представлена небольшими телами нефелиновых и шелочных сиенитов, мельтейгитов, карбонатмтов. Геофизические данные свидетельствуот о более широком развитии их на глубине.

Классификация и вещественный состав руд. Среди комплексных фос форно-титано-железных руд Патанского массива различаются 4 минераль но-генетические разновидности: ильменит-тнтаномагнетитовая» ильмо-нит-апатит-штаномагнети'ювая, апатит-ильменит-татаномагнетитовал и апатитовая. Все разновидности характеризуются специфическими петрографическими, минералогическими, петрохишчесними, геохимическими и петрофизическимн признаками. Различны также типоморфные особенности рудных минералов: химический состав, микроповерхность кристаллов, спектры ЭПР, ИКС и фотолюминесценции, параметры кристаллическо! ячейки.

Ильменит-титаномагнетитовые руды слагают пластообразные тела, согласные со структурно-вещественной стратификацией массива. Мощность тел колеблется от 0,1 до 320 и, протяженность от 0,5 до 12 кы. Габбро и пироксенида, являющиеся петрогенной основой руд, сложены титанистом авгитом и андезином. По химическому составу рудные габброиды отличаются от своих безрудных аналогов повышенными концентрациями Т1 , Ге.УЬ , Аэ , 2п и Мо при дефиците 51 , Са, Иа, К, 8п , Бе, У и бе. Соотношение титаномагнетита и ильменита составляют в среднем 10:1, второстепенные минералы представлены пирротином, пиритом, халькопиритом и сфалеритом. Содержания Р2О5 в среднем составляют 0,0955, ТЮ2 - 3,9($, Ге203 - 11,46%, ГеО-7,13^.

Ильменит-апатит-титаномагнетитовые руды слагают пласто- и линзообразные тела, подчиняющиеся генеральной структуре вмещающих габ-

броидов. Размеры тел обычно изменяются от 3 до 10 км по протяженности от 2 до 130 и по мощности. Годные тела тяготеют к верхним уровням разреза расслоенных серий, где они группируются в апатитоносные горизонты. Петрогенной основой руд являются авгитовые габбро и пи-роксениты, сложенные высокотитанистым авгитом и Лабрадором. В химическом составе руд, при сравнении их с ильменит-титаномагнетитовой разновидностью, обращает на себя внимание повышение роли Са, Мп , Ка, бе, РЬ , Бп и в а. В то же время в них снижены количества Т1 , II, Ре, К, Be.Sc и Ва. Рудные минералы представлены титаномагнети-том и ильменитом, соотношение между которыми обычно равняется 8:1. Содержания Р^Од в рудах обычно составляют 3,28Т1О2 - 5,17^, Ре203 - 12,58%, РеО - 8,53£.

Апатит наблюдается в виде бесцветных кристаллов дипирамидаль-но-призыатического габитуса -размерами 0,04-0,3 х 0,2-0,7 мм, тяготеющих к краевым частям зерен темноцветных и рудных минералов. По химическому составу он соответствует фгорапатиту и по сравнению с апатитом из ильменит-титаномагнетитовых руд характеризуется повышенными концентрациями Са, Р, На, А1. С1 и Ге, в нем также снижены содержания Г, Бг и Се.

Апатит-ильменит-титаномагнетитовые руды слагают редкие линзообразные (размерами 0,2-1,0 х 1,5-5,0 м) и пластовые (мощностью 0,1 0,5 м) тела среди других разновидностей руд. В их минеральном составе преобладает титаномагнетнт, которому подчинены ильменит и апатит; силикатные минералы содержатся в незначительных количествах. В химическом составе руд главная роль принадлежит окислам Т1 , Ге» Р и Мп ; среди микроэлементов в повышенных количествах содержатся Мо, Ад, Со и N1. Содержания основных окислов в среднем составляют: Р205 - 5,08$, Та02 - 19,5656, Ре203 - 32,64$, РеО - 22,53£.

Апатитовые руды, впервые установленные автором, слагают пласго-образные тела размерами от 30 до 700 ы по простиранию,от 0,5 до 12 м по мацности. Приурочены они к авгитовым и плагиоклазовым пиро-

ксенитам краевых частей массива. Петрогенная основа состоит из высокотитанистого авгита, коричневой (керсугит) или зеленой роговой обманки} состав плагиоклаза колеблется от альбита до Лабрадора. По химическому составу руды отличаются от других разновидностей повышенными концентрациями Р (в среднем 4,56% Р^О^), Са, Ы£ и Г и пониженными содержаниями Т1 , А1, Ге и щелочей.

Апатит образует гнездообразные скопления, прожилки и шлировид-ную вкрапленность и представлен зеленоватыми идиоморфшми дипкрами-дально-призматическими кристаллами размерами 0,3-1,5 х 2,0-6,0 им. Химический состав его типичен для фторапатита и отличается от других разновидностей повышенными содержаниями Р, Э , Ре и пониженными - Иа, АЗ, Р, Йг и Ып .

Своеобразной разновидностью апатитовых руд являются апатитоно-сные бесфельдшпаговдные ионкиниты, локализующиеся в габброидах эндоконтактовой серии (Р^Лэ Е сРеАнеы 2,45^) массива. Рудные тела характеризуются вилообразной формой, мощность их составляет 5-20 см прослеженная протяженность 7-32 м. В составе пород преобладают титанистый авгит и ортоклаз, содержатся также роговая-обманка, плагиоклаз, сфен, мусковит и пренит. Апатит слагает шестоватые и длин-нопризматические кристаллы размерами 0,1-2,5 х 1,1-28,0 мм бледно-или желтовато-зеленого цвета. Химический состав его соответствует' фторапатиту и выделяется высокими содержаниями Р^Осц.

Генезис апатитового оруденения. Результаты петрографических, петрохимических и физико-минералогических исследований свидетельствуют об участии в формировании фосфорно-титано-железного оруденения Патанского массива процессов гравитационно-кристаллизационной дифференциации, автометасоыатоза, ликваши и кремне-щелочного метасоматоза.

Выделение первых порций апатита, сопровождавшегося титаномагне-титом и ильменитом, связано с кристаллизацией остаточного расплава и накоплением пироксенового куыулуса. Зерна плагиоклаза при этом выжимались в верхние слои, что приводило к снижению ликвидусной

температуры расплава и длительному сохранению его интеретициях зерен пироксена. Тяжелый рудный расплав проникал в интерстициальные зоны и достигал более глубоких горизонтов, чем фосфороносные растворы. Это обусловило образование ильменит-титаномагнетитовых руд, которые вше по разрезу переходили в ильыенит-апатит-титаномагнетитовье.

Дальнейшее образование апатита связано с автометасоматическими процессами, которые развивались автономно в тех же горизонтах, где происходило накопление ильыенит-апатит-титаномагнетитовых руд. Апатит выделялся из растворов, развиваясь по пироксену и образуя включения в зернах роговой обманки. Таким образом происходило формирование апатитовых руд в амфиболизированных пироксенитах.

В конечных продуктах дифференциации происходило расслоение рудного расплава (ликвация) на две несмешивающиеся составляющие с образованием массивных апатит-ильмекит-титаномагнетиговых руд.

Своеобразные апатитовые руды, связанные с щелочными габброида-ыи (шонкинитами), сформировались, по-видимому, при активной участии процессов калиевого креше-целочного метасоматоза под воздействием глубинных щелочных интрузий.

Докальная прогнозная оценка и рекомендации по проведению геологоразведочных работ. Перспективная оценка Патынского массива основана на выделении прогнозных площадей с использованяеа геологических, геофизических, шшерагенических и лнтохииических данных. Сте-

у

пень перспективности площадей определяется разнераии и количеством рудных тел, минеральным составом руд и набором прогнозно-поисковых критериев. По степени перспективности площади подразделены на 5 категорий: сасокоперспективная, перспективная, иалоперспективная, бесперспективная и с невыясненнши перспективами. Еасоаоперсг.ектив-ными являются Улуг-Топская, Чебалсннская и Иарадианская площади; к категории перспективная отнесена Курунсаая плоцадь; неопределенными перспективами характеризуются Шэкохсхая и Шанагодьская площади.

Оценка прогнозных ресурсов проведена двумя ыетодалы. Первый

базируется на комплежсиом использовании геологических донных, полученных при изучен«« массива с поверхности, с теоретически:: представлений о его глубинном строении. В основу второго положена интерпретаций результатов литохимической съемки. Оцененные обоими методами прогнозные ресурсы по категории Р2+Р3 в целой близки и составляю* соответственно 76,8 и 73,6 млн.? Р2О5.

/Для подтверждения прогнозной оценки разработаны рекомендации по проведению общих поисков при ГСР-50 и на постановку поисково-оценочных работ. В виду того, что на всей площади массива сотрудниками ВНШгеолнеруд осуществлена литохимическая съемка масштаба 1:25 ООО и на отдельных участках нейтронно-активационная съемка (на Г) масштаба 1:10 ООО, основными методами работ на стадии обоих поисков являются проведение поисковых маршрутов, проходка горных выработок и скважин. В пределах наиболее перспективных площадей, выделенных по результатам обших поисков, намечается постановка поисково-оценочных работ. На данной стадии предлагается проведение значительного объема поисковых маршрутов и горно-буровых работ. Опережающий комплекс должен включать литохимическуга (или нейтронно-ак-тивационную) съемку и геофизические исследования (магнитный, гамма-спектрометрический, гравиметрический и электрический методы).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результата изучения апатитоносности мафических формаций ¡¿кну-синско-Кузнецкой провинции позволяют сделать следушие выводы:

1. Апатитоносные мафические формации возникли в условиях эвге-осинклинального и орогенного тектонических режимов в раннекаледонс-кую и раннегерцинскуи минерагенические эпохи. Продуктивный магматизм проявился в основном на геоантиклкнальных поднятиях и контролируется оперяющими нарушениями Кузнецко-Алтайского трансрегионального глубинного разлома.

2. Повышенные концентрации апатита связаны с сиенич'-габбравой.

габбро-монцодиоритовой, трахибазальтовой и шелочно-габброидной формациями. В составе их присутствуют контрастные серии пород - мафическая и щелочная (субшелочная). Повышенные содержания апатита приурочены к мафическим породам нормальной и повышенной щелочности.

3. Перспективные апатитопроявления приурочены к участкам пересечения и сгущения главных систем тектонических нарушений в краевых частях геоантиклинальных поднятий и связаны с меланократовыми комплексами пород определенного состава: титанавгит + Лабрадор, Ма> К,

= 65-85. Наиболее высокие концентрации апатита приурочены к мета-соматически измененным разновидностям пород.

4. Прогнозная оценка апатитоносности провинции является итогом комплексного анализа геологических особенностей ее строения, синтезированных в прогнозно-поисковых критериях. Определяющими факторами для локализации апатитового оруденения являются тектонический, структурный, магматический, структурно-магматический, петрографический, петрохимический и минералогический.

5. Геолого-геофизическая модель Патынского рудног:> узла отражает наличие на глубине крупного лополитообразного тела с выходящими на современную эрозионную поверхность мощными апофизами расслоенных габброидов (Патынский, Копченский и другие массивы). На плошади данного тела устанавливаются интенсивные положительные магнитные аномалии, предположительно связанные с щелочными интрузиями.

6. Классификация комплексных фосфорно-титано-железных руд Патынского массива базируется на генетических и вещественных признаках. По минеральному составу выделены ильменит-гитанэмагнетито-вая, ильменит-апатмт-титаномагнетитовая, апагит-ильменит-титаномагне-титовая и апатитовая. Главную роль в процессе их формирования играл процесс гравитационно-кристаллизационной дифференциации. Широко проявились также процессы автометасоматоза; имеются признаки ликЕации и кремне-щелочного метасоматоза.

7. По прогнозным ресурсам Р;^ (73,6-76.6 млн.т) Патынское ру-

допроявление сопоставимо с крупным месторовдением. Основное значение в его потенциале имеют ильменит-апатит-титаномагнетитовые руды, значительный прирост прогнозных.ресурсов ожидается от апатитовых руд

8. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о высоких перспективах, и промышленном значении Патынского рудопроявления. Разработанные рекомендации дают возможность сократить площади поисков и сконцентрировать их на наиболее перспективных участках: Улуг-ТЬпс-ком, Караджанскоы и Нурумском. Предложенная методика поисков может быть использована на других массивах сиенит-габбровой формации Мину-синско-Кузнецкой провинции.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТА1Щ

1. Апатитоносные провинции СССР и зарубежных, стран/ Р.М.Файзул-лин, Е.С.Шуликов, В.К. Маршинцев и др.// Геология месторождений апатита, методика их прогнозирования и поисков. М.: Недра.- 1980.

2. Комплексные апатитсодержалше'месторождения базитовых формаций/ Р.М.Файзуллин, Э.Л.Школьник, Г.А.Коков и др.// Геология месторождений апатита, методика их прогнозирования и поисков. М.: Недра, - 1980.

3. Апатитоносные провинции СССР/ Р.М.Файзуллин, С.Г.Глебашев, И.С.Садыков и др.// Советская геология. - 1982. № II.

4. Минерагеническая карта СССР. Фосфатное сырье. Масштаб 1:2500 000/ Гл.ред. А.С.Зверев. Л. - 1984.

5. Минерагеническая карта СССР. Фосфатное сырье. Масштаб 1:2500 ООО. Объяснительная записка/ Науч.ред.А.С.Михайлов. Л.- 1985.

6. Беляев Е.В., Расковалкин А.И. Закономерности размещения магматических формаций Минусинско-Кузнецкой провинции по материалам космических снимков// Тезисы докладов П Всесоюзной конференции "Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых". Казань. - 1986.

7. Беляев Е.В. Минерагения и перспективы апатитоносности Мину-

юко-1^знецкой провинции// Тезисы докладов конференции "Минераге-I Сибири". Новосибирск. - 1987.

8. Беляев Е.В., Коков Г.А. Прогнозная оценка апатитоносносги шнского сиенит-габбрового массива (Горная Шория) //Известия Зов. Геология и разведка. - 1988. № 9.

9. Методические рекомендации по проведению общих поисков при ?-50. Вып.1. Апатитовые руды/ Р.М.Файзуллин, Е.В.Беляев, И.С.Саков и др. Казань.- 1988.

10. Беляев Е. В. Классификация и вещественный состав руд Паты-кого массива (Горная Шория)// Проблемы прогноза, поисков и оценки сторождений неметаллических полезных ископаемых. Казань.- 1989.

11. Беляев Е.В., Файзуллин P.M. Апатитоносные вулканогенные рмации складчатого обрамления Сибирской платформы// Тезисы док-дов конференции "Геология и полезные ископаемые юга Восточной бири". Иркутск.- 1989.

12. Беляев Е.В., Дьячков И.В. Новые типы руд и перспективы [атитоносности Патынского массива// Тезисы докладов совещания )похи промышленного фосфатообразования и перспективы развития грьевой базы". Черкассы.- 1990.

13.' Прогнозно-минерагеническая оценка апатитоносности Минусин-со-%знецкой провинции/ Е.В.Беляев, Ю.К.Березиков, Е.Л.Данилин др.// Сырьевая база традиционных и нетрадиционных видов агро-1мического сырья СССР и рациональное ее использование". М. Нед-

1. - 1990.

14. Беляев Е.В., Файзуллин P.M. Апатитоносность трахибазаль-эвой формации Юго-Западного Забайкалья и Кузнецкого Алатау// Со-этская геология. - 1991. № 3.