Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литолого-фациальные типы девонских бокситов месторождений Северного Урала и прогнозирование их качества

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

Автореферат диссертации по теме "Литолого-фациальные типы девонских бокситов месторождений Северного Урала и прогнозирование их качества"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССИДОВАТЕПЬСКИЙ ИНСТИТУТ ШЕЕРАШЮГО СЫРЬЯ им.Н.М.Федоровского (ВИШ)

На правах рукописи

ЕРШОВА Елена Викгоровна

ГДК 553.492.1.041.078.4(574.11)

ЛИТОЛОГО-ШдаЛЬНЫЕ 1ИШ ДЕВОНСКИХ БОКСИТОВ МЕСТОРОЗДЕНИЙ СЕВЕРНОГО УРАЛА 11 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИХ КАЧЕСТВА

Специальносгъ 04.00.11 - Геология, поиски и разведка

рудных ц нерудных месторождений, мегаллогения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискайие ученой сгепеки кандвдага полого-минералогических наук

Москва, 1952 г.

Рабога 'выполнена во Всероссийском научно-исследователь оком институте минерального сырья (БИМС). Научный руководитель: кандидат геолого-шнералогических на

А.В.Лейпциг

Официальные оппоненты: доктор геолого-шнералогических нау!

Ф. Э.Апелъцин .

доктор геолого-шнералогических нау 1 А. Д.Слукин

Ведущая организация: Северная ГРЭ Регионального

■ • геологического коште та "Уралгеолог; Защита состоится 1992 г. в /Ц часов

на заседании специализированного совета _;_

во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья (БИМС) до адресу: Москва, Сгаромонетный переулок, д.31..

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВЖСа. Авгоре$ера.г разослан "/¿о " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат геолого-шнералогических наук

Т.Н.Шурш

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Северный Урал, один из старейших бокситодобывавдих регионов страны, является основной сырьевой базой для глиноземной промышленности Урала. Он включает Ивдельский, Североуральский и Карпинский бокситорудные районы о разнообразными по строению и масштабам оруденения месторождениями, различающимися также качеством сырья. За длительный период их эксплуатации отработаны верхние горизонты залежей, а разработка высококачественных бокситов шахтным способом на больших глубинах сталкивается с техническими проблемами и в большинстве случаев нерентабельна. В связи с этим актуальность работы определяется расширением сырьевой базы глиноземных заводов Урала за счет поисков и вовлечения в эксплуатацию новых объектов как на флангах известных рудных полей, гак и на- малоизученных площадях. Успешное решение этой задачи требует повышения эффективности прогнозных исследований,, дри которых немаловажное значение имеет прогноз качества бокситов, чему до настоящего времена не уделялось должного внимания.

Основной целью предлагаемой работы является создание _ методологических основ прогноза и комплекса критериев прогнозирования качества бокситов геосинклинальных месторождений Урала. Разработка такого комплекса базируется на выявлении литолого-минералогических, фациалькых и других закономерностей формирования бокситов в регионе, а также палеогеоморфо-логических факторов, контролирующих боксигонакопление в различных типах рудных полей и месторождений Североуральской боксигоноской провинции»

. Основные задачи, решаемые в работе:

- выяснение генетической природы бокситов, роли лаге-ритного и' осадочного процессов в формировании их вещественного состава и качесгва;

- выявление фациальннх обсгаковок бокситонакопления, минералого-промышленная типизация бокситов;

- типизация боксигорудных формаций Северного Урала по фациальному составу и качеству оруденения;

- выяснение закономерностей размещения фаций бокситов и руд различного качества в палеорелъефе рифовых массивов.

Фактический материал и методика исследований. В основу диссертации положены результаты многодетных исследований автора, выполненных в' отделе Прогнозирования и методики поисков, разведки и оценки месторождений алюминиевого сырья ВШСа в процессе проведения тематических работ в 1975-90 гг. по оценке перспектив бокситоносности восточного склона Северного Урала. Автором изучены разрезы рудных залежей месторождений СУБРа, Ивдельского и Карпинского районов более чем по 1000 скважин и десяткам горных выработок, изучено оксло 700 образцов бокситов в шлифах, а также химическим, ректге-но-сдектральным, рентгено-структурным методами в лабораториях ВШСа. Автором проведен гранулометрический анализ бокситов в шлифах по методу В.П.Батурина для песчано-алевритовых пород и сделан пересчет химических анализов на их количественный минеральный состав. В работе использованы и учтены материалы многочисленных поисково-оценочных и разведочных работ, изложенные в производственных отчетах А.Я.Атаева, Б.Г.Антропова, Н.В.Ефановой, Э.В.Киркина, Т.Д.Ледневой, О.П. Попова, В.С.Шаршова, а.также результаты тематических исследований, касающихся формационного анализа бокситоносных отложений, тектонического долокения, стратиграфической позиции, палеогеографических условий формирования месторождений бокситов эвгёосинклинального боксигоносного комплекса и критериев его прогнозирования, которые изложены в работах Ю.К. ' Горецкого, Г.И.Бушинского, Д.Г.Сапокникова, С.М.Андронова, Л.Н.Князевой, Е.С.Гуткина, Г.А.Большун, М.Г.Брейвеля, Б.А. Инейдера и в монографии под редакцией Б.М.Михайлова "Бокси-тоносные комплексы Урала", созданной коллективом авторов ЕГО "Уралгеолсгия", ВЙШа, ВСЕОТ.

Научная новизна работы определяется разработкой основ лиголого-фациального анализа применительно к изучению бокси-торудных формаций Северного Урала, что позволило выделить ряд литолого-фациальных типов бокситов различного качества от элювиальных до прибрежно-морских, оценить их роль в формировании различных геолого-прошгиенных типов месторождений Северного Урала, типизировать фациальные ряды бокситоносных

осадков, характеризующих рудные поля, установить приуроченность фациалъных комплексов бокситов к определенным элементам дорудного рельефа рифовых массивов.

Практическое значение работы заключается в разработке комплекса критериев прогнозирования качества геосинклинальных бокситов. Критерии, ввделенные на остове ведущих рудо-контролирующих факторов, позволяют провести количественную оценку прогнозных ресурсов-потенциальных объектов с использованием данных по удельной рудоносносги, рассчитанных для эталонных рудных полей и месторождений, а также для отдельных элементов дорудного рельефа. Разработанный комплекс критериев был использован для прогнозной оценки северной части Ивдельского района. Крупномасштабные исследования, выполненные в Североуральском районе, позволили дать оценку качества руд глубоких горизонтов СУБРа. Комплекс критериев одобрен Северной ГРЭ Регионального геологического комитета "Уралгео-логия" и применяется при поисках бокситов (протоколы НТС Северной ГРЭ от 28.09.90 и 03.09.91 гг.).

Апробация и публикации. Результаты работы изложены в грех тематических отчетах за 1981, 1984, 198? гг., отражены •в "Методических указаниях по применению рационального комплекса методов при поисках к оценке месторождений"(1990 г.) и в 14 печатных работах. Основные положения диссертации были доложены на Совещании молодых- специалистов ВЖа в 1984 г., в Московском обществе испытателей природы в 1985 г.,-на Всесоюзном семинаре "Бокситы и другие виды алюминиевой промышленности" (Самшск, 1985), на Всесоюзной совещании по корам выветривания в Магнитогорске в 1986 г., в Ленинграде в 1990 г., на НТС Североуральской и Северной экспедиций ПГО "Урал-геология'-' в 1987, 1990 и 1991 гг.

■ Объем -работы, Диссертаций состоит из введения, 6 глав, заключения общим объемом IC8 стр., содержит 23 таблицы, иллюстрирована 2? рисунками. Список литературы включает 123 наименования.

Глава I характеризует общие закономерности формирования и размещения месторождений Североуральской бокоигоносной провинции. Последующие четыре главы- посвящены основным защищаемым положениям. В главе 2. рассмотрены генетические типы

боясигов, их минеральный состав и качество. В главе 3 реконструированы фациальные обстановки боксигонакопления. Охарактеризованы вещественный состав, геохимические особенности, качество и технологические свойства выделенных литолого-фа-циальных типов бокситов. В главе 4 рассмотрены особенности изменения фациального состава' и качества бокситов в разного рода полях и месторождениях. Глава 5 посвящена закономерностям размещения фаций бокситов и руд различного качества- в палеорельефе рифовых массивов. В ней оценены основные параметры залежей и удельная рудоносность выделенных элементов рельефа. В главе 6 на основе разработанного комплекса критериев дана прогнозная оценка качества оруденения Западно-Ви-жайской и Вижайско-Бурманговской поисковых площадей на севере Ивдельского района.

Работа выполнена под руководством заведующего отделом Прогнозирования.и методики поисков, разведки и оценки месторождений алюминиевого сырья кандидата геолого-минералогических наук А.В.Лейпцига, которому автор выражаем г глубокую благодарность за неизменную поддержку и пометь в разработке основных научных положений.

Автор благодарит коллег по работе Л.А.Антоненко, М.А. Беэра, А.А.Буряакова, С.К.Гипда, Ю.Е.Кустова, Е.В.Клочкову, З.И.-Савельеву, М.В.Пастухову, I.A.Мельникову, A.B.Преображенского, доктора геолого-минералогических наук В.А.Тенякова за оказанные а'вгору консультации, советы и практическую помощь.

Автор выражает также признательность геологам Североуральской и Северной экспедиций ЕГО "Уралгеология" (0.П.Попову, И.Т.Можжерину, Б.Н.Антропову, В.П.Мивдлину, Н;П.Падериной, В.С.Шаршову, Э,В.,Киркину, Т.Д.Ледневой, К.В.Завьялову, М.И.Куколеву) за содействие в работе и обсуждение результатов. •

Закономерности формирования и типизации месторождений Северного Урала

Месторождения бокситов восточного склона Северного Урала приурочены к эвгеосинютинальной области Уральской геосин-

таинали, к Тагильскому мегасинюшнорш, в пределах западного кршш которого о запада на восток традиционно выделяется ряд меридионально ориентированных структурно-формационных зон СПейве, 1947): Кумбинская, сложенная верхнесилурийскиш вулканогенными и вулканогенно-осадочными породаш, Петропавловская, с преимущественно карбонатным осадконакодлением, и Турьинская, характеризующаяся наличием вулканогенных, вулка-ногенно-осадочных и карбонатных пород. Последние наиболее развиты в осевых частях синклинальных структур, располагающихся между вулканическими грядами.

Вулканогенные породы островных поднятий во всех случаях являются источником алюмосиликатного материала дая образования бокситов, что подтверждается исследованиями минерального состава нерастворимого остатка (и.о.) карбонатных и терри-генно-карбокаткых бокситовмещащих отложений боксигорудных районов Северного Урала, выполненных: Б.А.Шнейдером (1979), Р.И.Ерошевской (1981, 1984), а также автором работы-по Чере-муховскому месторождению (1984). По данным минералогического анализа и.о., наиболее высокая частота встречаемости отмечается для амфиболов,' пироксенов, биотита, плагиоклазов, акцессорных минералов - апатита, ильменита, магнетита, титанов магнетита, - характерных дая магматических дород среднего и основного составов Кумбинской зоны. Состав глинистой фракции, позволяющей судить об интенсивности процессов выветривания алюмосиликатных пород, в нижнеэйфельских известняках гидрослюдисто-каолинитовый, в верхнеэйфельских и живетских гидрослюдисто-монтмориллонитовый, что свидетельствует о некотором затухании процессов химического выветривания к позд-не Эйфель скому- и живетсксму времени. Присутствие минералов свободного глинозема - бемита (ед.зерна) отмечается в известняках Dj; D2efj И Dggvj .

Наиболее крупные месторождения бокситов (СУБР, Тошем-ская группа) сосредоточены в Петропавловской зоне, для Турь-инскойхарактерны мелкие месторождения и рудопроявления. Все они пространственно связаны со среднедевонской карбонатной формацией (Боксигоносные комплексы Урала, 1987), преимущественно с рифогенным комплексом отложений, и приурочены 'к перерывам в осадконаколлении, которые фиксируются в большинст-

Ве положительных структур девонского времени. Выделяются'три основных бокситоносных горизонта (Брейвель, 1978, 1980): I) нижнеэйфельский (субровский) с крупными залежами высококачественных бокситов, 2) верхнезйфелъский (богословский), к которому приурочены средние и мелкие залежи-бокситов среднего и низкого качества, 3) живетский с мелкими залежами низкокачественных бокситов и аллитсв.

Месторождения рассматриваемых структурно-формационных зон имеют ряд различий. Б Петропавловской зоне они приурочены к обширным береговым рифам на склонах Кумбинской островной гряды (Лейпциг, Беэр и др., 1984) и представлены субров-ским и тошемским типами рудных полей, в Турьинской зоне - к рифовым атоллам или мелким массивам барьерных рифов на склоках островных поднятий, а также в прилегающей области морского мелководья межостровных проливов (Воинов, 1985; Воинов, Ершова, 1986). Они выделены в краскооктябрьско-лаксий-ский тип. В зависимости от особенностей рельефа, формирующегося на поверхности рифовых массивов, рудные поля и месторождения представлены залежами разной морфологии, размеров и качества руд.

Субровский тип рудных полей связан с крупными структурными эрозионно-карстовыми котловинами центральной части береговых рифов, что способствовало сохранению бокситового материала и его вторичной латеритизации. Этот тип рудных полей может рассматриваться как единая крупная пластовая залежь с моноклинальным залеганием, разбитая субмеридаональными разломами на рад блоков-месторождений. Для него характерна высокая степень рудоносносги, резко изменчивая мощность бокситов (от 1-2 до 20-30 м), полифациальный состав рудной формации с высоким качеством бокситов. Резкое ухудшение юс качества отмечается в зоне ближнего выклинивания оруденения, ширина которой достигает первых сотен метров.

Тошемский тип рудных полей связан с денудационными прибрежными равнинами. Залежи,приурочены- к карстово-эрозионным приморским котловинам, а также формируются в области морского прибрежья. Для гошемског'о типа характерны средние масштабы рудоносности, прерывистый тип оруденения, пластовые и линзовидно-пласговые долифациальные и мокофациальные залежи

с изменчивой мощностью ог 1-2 до 10 м, сложенные бокситами среднего и.реже низкого качества. Для него типично формирование зоны дальнего выкликивания с низким качеством руд, ширина которой колеблется ог сотен метров до первых километров. Ору-денение в этой зоне приурочено к нескольким уровням боксиго-накопления.

Месторождения красноокгябрьско-дакоийского типа рудных полей формируются в зоне перехода ог прибрежно-конгиненталь-кых к мелководно-морским условиям. Они характеризуются незначительными масштабами рудоносносги, средним и низким качеством бокситов. Полифациальные линзовидно-пластовые залежи локализуются в эрозионно-карсговых депрессиях рифогенных известняков, монофациальные пластовые залегают внутри мелководно-морских отложений в зоне"дальнего выклинивания оруденения (Бурлаков, Воинов, Ершова, 19В4). В современной структура рудного шля месторождения приурочены к крыльям антиклинальных и синклинальных складок. В целом для данного типа рудных долей характерны средние и мелкие залежи бокситов мощностью от 1-2 до 5-6 м. .

Таким образом, анализ закономерностей формирования месторождений позволил выделить в Североуральской бокситоносной провинции три типа рудных полей: субровский, тошемский, крас-нооктябрьско-лаксийский, различающиеся по масштабу и качеству оруденения. Они принадлежат разным струкгурно-формационным зонам, палеотёктог-шческим структурам, формируются в разных палеогеографических условиях и типах палеорельефа рифовых массивов. .

Типизация рудных объектов с различными параметрами оруденения, -создание 'для них прогнозно-поисковых моделей повышает точность идентификации прогнозных объектов-с эталонными, что, в свою'очередь, повышает достоверность оценки прогнозных ресурсов и-качества руд.

Основные защищаемые положения

I. В среднедевонских бокситах Северного Урала установлены три генетических типа: элювиальный, осадочво-злювиальяый и осадочный. Наиболее высококачественными являются-осадочно-

•элювиальные боксита. ссЬормированные за счет вторичной латеритизация обломочного материала на карбонатном субстрате.

Среди гипотез о происхождении бркситов геосинклинальных месторождений, в том числе и Северного Урала, наибольшее признание получила латеритно-осадочная теория (Плотников, Миловидов, 1961; Бушинский, 1975; Пастухова, 1979).

Основным источником рудных компонентов для образования бокситов считаются коры выветривания, относящиеся к двум эпохам (Винокуров, 1970; Шуб, 1979; 1'илй, 1983). Коры и продукты их переотложения раннедевонского возраста, установленные в Петропавлоской зоне во всех бокситорудных районах Северного Урала, имеют гидрослюдисто-каолиниговый профиль выветривания.. О составе их верхних разрушенных горизонтов можно судить по дереоыоженному материалу из зоны ближнего выклинивания Ново-Кальинского месторождения. Он представлен гальками выветрелых гемагитизированных цорфириюв, а также' зеленовато-серыми- и красно-бурыми аргиллитами, которые залегают в виде линз и прослоев в рифогенных известняках петропавловской свиты, а также выполняют мелкие карстовые воронки. Для аргиллитов характерны реликтовые криетажлокласгиче-ские структуры. Минеральный состав выветрелых обломочных пород и аргиллитов представлен (в %): каолинитом - 37-41,. гематитом и гетитоы - 10-13, кальцитом - 2-13, хлоритом - 8-9,. полевыми пшатами - 3-16, гидрослюдой - 3-20, кварцем - 5-10. Этот комплекс 'сиаллитовых пород-замещаегся красно-бурыми ал-литами и низкокачественными бокситами с пелиговой, брекчие-видно-мелкообломочной, реже кристаляо- и литокластической структурой. Они содеркат (в %)-. А1203 - 35-45, - 14-18,

~ 20-29, а в пересчете на минеральный состав (в %)■:■ каолинита - 9-40, гематдта - 11-24, бемита - 20-40,' отмечается примесь.анатаза, магнетита (гитаномагнетита).■ Коры вы-ветривания-раннеэйфельского возраста, синхронные субровскому бокситовому горизонту, имеют полный латеритный профиль и являются бокситоносными (Богатырев, Гипп, Ефанова, Шуб, 1981). Они известны лишь в Турьинской зоне в Ивдельском боксигоруд-ном районе.

Элювиальные бокситы накапливаются в верхней зоне лате-ригных кор выветривания по коренным алшосиликатным породам

и формируются в пределах древних островных вулканогенных под-*-нятий или их склонов. В разрезе боксягоносной коры, установленной на площади Краснооктябрьского месторождения и развитой по туфам основного состава, .выделяются следующие зоны: I) кварц-кальциг-слюдявая, мощностью 5-8 м, 2) кальцит-слюдя-кая, мощностью 8-10 м, 3) гематит-слюдяно-диаспоровая, мощностью 1-3 м. Верхняя зона, содержащая минералы свободного глинозема, представлена темно-вишневыми бокситами с реликтовой псаммитовой кристалло-кластической структурой туфов и слои- • стой сланцевой текстурой. Обломки и зерна кристаллов замещены диаспором, серицитом и гематитом. Кальцит и серицит являются наиболее поздними минералами и связаны с процессами эпигенеза и■метаморфизма, серицит, в частности, с калиевым метасоматозом, вероятно, первично высококремнистых образований. Элювиальные бокситы относятся к низкокачественным рудам с кремниевым модулем (МЫ ) 3,5 и содержанием (в %) : А120д -58,80, 3"{С>2 - 17,00, ^ ~ развиты локально и не име-

дат промышленного значения.

Осадочно-злювиальные бокситы образуются за счет латеритизации переотложенного глинисто-бокситового материала кор выветривания, залегающего на карбонатном,, реже на аяюмосили-катном субстрате. Их выделение обусловлено тем, что они существенно отличаются от элювиальных текстурно-структурными особенностями,. минеральным составом, качеством и являются характерным признаком некоторых типов месторождений. В их составе обособляются два подтипа, относящихся к различным фациям.

Латеритизация делювиальных образований, залегающих на вулканогенно-осадочннх породах, приводит к формированию бокситов детавидльно-элювиальной $ари, встреченных в Карпинском- районе на П Талицком месторождений (Гипп и др., 1980). Они слагаю-г незначительную до размерам линзу, приуроченную к склону островного вулканогенного поднятия. Бокситы в западной части залелш залегают с размывом на хлориг-каолиниговой коре выветривания по туфодесчаникам и туфам андезиго-базаль-тового состава позднесшщшйско-раккедевонского возраста, а в восточной - на рифогеннях известняках. Они представлены красно-бурыми каменистыми марки.® высокопористыми породами с реликтозой брекчиевой структурой и имелт гематит-каолинит-

бемитовый состав. Дашовиально-элювиальные бокситы относятся, как и предыдущие, к низкокачественным рудам о содержанием (в %): А1203 - 47,13 , 5Ю2 - 15,05, Fe203 - 16,38; Msi - 3,1.-

Бокситы пролювиально-элавиальной_фащи формируются по делювиально-прсшовиальным осадкам на поверхности рифогенных известняков. Они залегают в основании рудного пласта СУБРа и представлены красными землистыми слабо сцементированными и-плотными маркими разностями. На первично осадочную природу бокситов указывают реликтовые бобово-обломочные структуры, неяснослоистые текстуры. В них выделяются гравийно-псаммито-вые, псаммо-долитовые и пелитовые структурные типы. Их элювиальное происхождение подтверждается высокой пористостью -до 30-40$, одинаковым вектором намагниченности (Иванов, Свя-жина, 1964), идентичностью химического и минерального составов цемента и структурных элементов бокситов. Среди последних выделяются аллотигенные и аутигенные образования железисто-глиноземистого состава. Аллотигенные представлены угловато-окатанными твердыми бобовинами и их обломками размером 0,25-1 мм с металлическим блеском. Они имеют либо однородное строение, либо центральная часть их сложена диаспором, а внешняя оболочка - гематитом. Их источником служили лагерит-<{ще коры выветривания. Аутигенные конкреции, возникшие в процессе латеритизации на карбонатных породах, представлены однородными полурыхлыми округлыми стяжениями с шероховатой поверхностью,'либо "сложными бобовинами" с внутренней конкреционной структурой, в которых отмечается до 2-3 оболочек. Для бокситов характерен гематит-диаспоровый состав и высокое качество вне зависимости от их гранулометрических особенностей. Они содержат (в %)■. AlgOg - 57,34, 5i0g - 1,87, Fe203- -22,61, в пересчете на минеральный состав (в %): диаспора - . 60-80, гематита' - 20-25. В качестве примеси до нескольких процентов отмечаются: кальцит, шамозит, каолинит, алюмофос-фагы. Пролювиально-элювиальные 'бокситы относятся к высококачественным рудам с Mil = 30 и соответствуют всем требованиям технологии переработки руд способом Байера.

Осадочные бокситы наиболее широко распространены в месторождениях Северного Урала. Для них характерны градационная слоистость, зависимость минерального состава и качества

Df структурных особенностей. Гранулометрический анализ бокситов СУБРа, выполненный автором в шлифах по методике В.П. Батурина, показал присутствие в них всех типов пород от гра-.вийных до алевро-пелитовых разностей, выявил ряд особенностей распределения в них бобово-обломочного материала: I) в бокситах преобладают песчаная и глинистая фракции, содержание алевритовой фракции не превышает 1Ъ%, 2) отсутствуют чистые монофракционные разности бокситов, что свидетельствует о слабой сортированное«! обломочного материала.

Переслаивание в разрезе пласта прослоев бокситов различного гранулометрического состава формирует тонкую или грубую ритмичную слоистость. Отмечается от 1-3 до 5-7 ритмов мощностью от десятков сантиметров до 5-9 м. Полный ритм начинается прослоем грубозернистых гравийно-псамштовых или псаммитовых бокситов. Выше них развиты прослои более тонкозернистых пелиго-псамдатовнх и псашо-пелвтовых разностей, вплоть до алевро-пелитов.

Грубозернистые разности характеризуются диаспоровым составом, пелиговые. - преимущественно каолиниг-бемиговым. По мере увеличения в бокситах содержания глинистой фракции возрастает содержание кремнезема - от 4-6% в гравийно-псашиго-вых до 10-13$ в пелитовкх. Mit снижается от 18 до 4. В связи с этим ритщчное строение осадочных бокситов обусловливает значительное и неравномерное изменение минерального состава и качества бокситов в пласте.

Таким образом, проведенные автором исследования лиголо-.го-минералогических и структурных особенностей бокситов Северного Урала, условий их залегания (состав субстрата, положение в разрезе рудных залежей и т.д.) позволили выделить среди них элювиальный, осадочно-эдювиальный и осадочный генетические -типы, ■ различающиеся до. минеральному составу и качеству. Наиболее высококачественными среди них являются пролю-виально-элювиальные бокситы, формирующиеся на рифогенных известняках, которые являются ведущим промышленным типом руд Северного Урала.1

2. В осадочных бокситах Северного Урала выделен латеральный ряд континентальных и мелководно-морских Фаций от де-

лювиально-пролювиальнш: до прибрежно-морских. качество которых: определяется ¡батальными обогановкаш бокоитонакопления.

В настоящее время большинство исследователей относят красные бокситы к континентальным, а серые - к прибрежно-морским образованиям (Гуткин, 1978).

Осадочные бокситы связаны с различными типами отложений: склоновыми, озерными, лагунными и разделяются в связи с этим на ряд фаций (Ершова, Гипп, 1985; Ершова, Лейпциг, 1991).

Среди бокситов континентальных фадий выделяются: а) де-лювиально-пролювиальные, к которым относятся красные каменистые немаркие бобово-обломочные бокситы, и б) озерные, которым соответствуют красные "яшмовидные" бокситы, отличающиеся более тонким гранулометрическим составом и слоистостью, проявляющейся при их обесцвечивании. Они формируют в составе' пласта единый горизонт, залегающий на элювиальных бокситах или, в случае их размьша, на рифогенных известняках.

Бокситы аелювиально-дролювиаль^ой 'фации представлены гравийно-псаммиговыми и псаммитовыми разностями с алевро-пе-литовой, реже мелкообломочной структурой цемента. Бобово-об-ломочный материал (с учетом крупно- и среднеалевритовой фракции) составляет 60-80% от их объема. Для них характерно преобладание грубозернистого материала, слабая и средняя его сортированность, линзовиднэя градационная слоистость. По сравнению с элювиальными, -они обладают меньшей пористостью, не превышающей 6-12$. Содержание основных компонентов составляет (в %):, А1203 - 53-55, 5102 - 4-6, Ре^Од.- 20-22, СаО -до 2, £ ~ 0,2, среднестатистическое значение Мб«' -.12,6 (по СУБРу), при его вариации от 30 до 10. В минеральном составе бокситов главную роль играют: диаспор (40-70%).и гематит • _(15-20®, отмечаются бемиг, кальцит, шамозит, пирит (до 5%).

Бокситы, и'аллигы озерной фации представле-ны пелиговыми . яшмовидными- и 'обломочными разностями с пелитовым цементом. Они залегают в виде линз и прослоев среди делювиально-пролю-виальшос и замещают их. по латерали. Для них характерны цсам-мо-пелитовые, алевро-пелитовые, реже колломорфкые или оолитовые структуры. Пористость бокситов составляет 3-5%.. Пелито-^ вый материал, содержание которого колеблется от 60 до 90$ от их объема, состоит из бемига, каолинита, шамозита, обломоч-

ный представлен диаспором. Появление в цементе диагенетиче-ской шамозит-каоликитовой ассоциации резко снижает качество бокситов, вплоть до перехода их в аллигы. Содержаше основных компонентов в бокситах варьирует в значительных пределах (в %): А1203 - 50-40, 5'102 - 6-12, Ре203 - 17-24, СаО - 0,30,6, 5 - 0,1-0,2. Минеральный состав (в %): бемит (с примесью, диаспора) - 40-60, шамозит - 15-20, каолинит—• 5-19, гематит - 9-15. М$( составляет от 3 до 18, среднее - 8. В ал-литах главную роль играют бемит и каолинит, содержание последнего достигает 20-33$.

Бокситы и аллиты мелководно-морских_фацай формируются в результате накопления бокситового материала в континенталь-но-прибрежных водоемах типа береговых озер или феррисиаллит-ных лагун (Наливюш, 1956), в лагунных и прибрежно-морских участках мелководного' шельфа. В соответствии с этим среди них выделяются три литолого-фациальных гида.

Бокситы озерко-лагунной фадаи представлены пестроцвет-ными от красно-бурых до темно-серых (черных) гравийно-псамми-товыми и псаммо-пелитовыми разностями, содержащими угловатые обломки неизмененных красных бокситов. Для них- характерны массивные, слоистые, брекчиевидные текстуры. Обломочный материал плохо сортирован и окатан. Содержание основных компонентов в бокситах (в %): А1203 - 50- 53, 5<02. - 5-8, ^е203 -17-21, СаО - 2-3, 5 - 0,3-П.- Мя' = 9,8. Минеральный состав бокситов (в %): диаспор - 60-80, шамозит - до 20, гематит до 10, кальцит и сидерит -5-10. '

Бокситы и аллиты лагунной_фащи представлены черными, темно-серыми, зеленовато-ссрыми массивными и слоистым!! породами. В них встречаются остатки фауны, в частности, кораллов. Для бокситов характерны бобово-обломонкые, гравийные', гравий-но-псамш-т'овме' и псаммитовые структуры. Они содержат (в %): А12°з - 50-63, 51.02 - 7.42, ре203 - 18,79, СаО - ЗД6, 5 -5,73. Минеральный состав (а %): диаспор - 35-40, бемит - до 15, шамозит - 15-20, кальцит - 3-5, пирит - до -20-25, иногда отмечается сидеркт - 4-40. Сидеритизация сопровождается повышением железисгости бокситов (Ре203 - до 27-29%). М$*1 = 6-7. Аллигы представлены породами с нлевро-пелиговой, псаммо-пели-товой структурой и микрослоистой текстурой (бокситовиднне

сланцы). В них, помимо перечисленных минералов, появляется каолинит (10-30$).

Аллиты прибдежно-модской ¿¡загрш представлены серыми породами с обломочной и органогенно-детритовой структурой бе-мит-шамозитового состава. Ашшты слагают пласт Козьеречен-ского рудопроявления и не имеют промышленного значения.

Различную фациальную природу выделенных типов бокситов подтверждают их геохимические особенности, установленные на месторождениях СУБРа. Аналитический цифровой материал обработан в вычислительном центре ВЙМОа. В бокситах яролювиаль-но-элювиального происхождения, по сравнению с бокситами оса- дочного ряда (делювиалъно-пролювиалъныш,-озерными, лагунными) , накапливаются в большей степени элементы-гидролизаты и близкие к шш, обладающие низкой миграционной способностью в большинстве обстановок, К шш, помимо алюминия, железа, титана, относятся: цирконий - 40В,0, хром - 63,9, скандий -62,6, бериллий - 8,6 г/т. В делювиально-пролювиальных бокситах отмечаются повышенные содержания более подвижных элементов: галлия - 57,4 и ванадия - 342,9 г/т, в озерных: бериллия - 8,1, свинца - 124,9 г/т, в лагунных бокситах - самые высокие концентрации лития - 143,6, рудных: свинца - 144,2, цинка - 323,6, никеля - 350,6,..кобальта - 172,5 г/т -элементов, инертных в восстановительной среде.

Таким образом, в осадочных бокситах на основе их лито-лого-минералогических особенностей выделяются следующие лк-голого-фациальные типы, имеющие различное качество и Технологические свойства с учетом основных требований их переработки на глинозем: I) делювиально-пролювиальные высокого и среднего качества темагит-диаспорового состава с М51 более 12, пригодные для переработки гидрохимическим способом, 2) озерные Бысокойремниотые среднего и низкого качества каолиниг-шамозиг-бемитоБого состава с Ы51 8 и ниже, переработка которых возможна либо комбинированным способом (Байер-спека-цие), либо по способу спекания, 3) лагунные, низкого качества (высококарбонатные и высокосернистые) шамозит-бешг-диасдорово-го (свдержт-диаспорового, пирит-диастарового) состава, которые могут перерабатываться либо способом спекания, либо способом Байера после предварительного их обогащения (нзвлечё-

кия серы и COg), 4) некондиционные бокситы и аллиты озерной (бемит-каоликиговне), лагунной (диаслор-бешт-пириг-кэолини-товые) и прибрежно-морской (бемитчдзмозиювые) фаций с Mil менее 2,5. В,связи с этим в ряду осадочных бокситов устанавливается четкая зависимость их качества и технологических свойств от минеральных ассоциаций, формирующихся в различных фациальннх обстановках. Наиболее высококачественными являются бокситы делювиалъно-чгролювиальной фации. Бокситы озерной и мелководно-морских' фаций не отвечают требованиям на байе-ровское сырье - первые по модулю, вторые по содержанию серы.

3. Качество бокситов месторождений Северного Урала определяется комплексом формирующих их фаций или социальными рядами: субровский наиболее полный радиальный ряд от пролю-виально-элювиальных до' лагунных бокситов определяет высокое качество руд, тошемский ряд от делювиально-пролювиальньос до . лагунных - среднее качество руд, лаксийский - с широким развитием бокситов озерно-лэгунного комплекса йаций отличается низким качеством руд.

Изучение бокситорудных формаций' Северного Урала позволило выделить три типа фациальннх рядов бокситоносных осадков: субровский, тошемский, лаксийский, соответствующие трем типам выделенных ранее рудных полей (Лейпциг, 1984; Ершова,' Лейпциг, 1991).

Субровский специальный ряд, как и другие типы рядов, представлен тремя зонами накопления продуктов размывающихся латеритных яор выветривания различного качества: ближнего выклинивания, рудной (кондиционных бокситов), дальнего выклинивания (Горецкий, i960).

Ухудшение качества оруденения в зоне ближнего выклинивания обусловлено дривносом глинистых: продуктов размывающихся гидрослюдисто-каолинитовъгх горизонтов кор выветривания, разубсживающих бокситовый материал. Для-этой зоны характерны интенсивный перемыв осадков, формирование озерно-лагунного комплекса аллпгов и низкокачественных бокситов наолинит-беми~ тового состава с Msi менее 5, содержащих тонкие горизонтальные прослойки титаномагнегитовнх песчаников, наличие участков некондиционных руд или безрудий.

Рудная зона представлена преимущественно вертикальной сменой фаций бокситов, для которых характерно многостадийное формирование и наличие этапа вторичной латеритизации. Устанавливаются четыре стадии бокситонакодления, особенности минерального состава и качества бокситов каждой стадии определяются их фациальными комплексами.

С первой .стадией связано образование наиболее высококачественных пролювиально-элювийльных гематит-диаспоровых'бокситов. Они слагают нижний прерывистый горизонт рудного пласта мощностью от единиц до 20-25 м. Второй стадии формирования рудного пласта предшествовал размыв. Ей соответствует накопление ритмично построенной пачки гравийно-псаммиговых и пелито-псамштовых делювиально-пролювиальных бокситов мощностью до 20 ц, выполняющих глубокие эрозионные врезы в толще пролювиалъно-элювиальных. Их накопление происходило в глубокой троговой дсишнообразной депрессии восточной части рифа. Качество и минеральный состав бокситов идентичен пролювиаль-но-гэлювиальным, что указывает на их формирование за счет размыва последних и на отсутствие значительной ресшшфикации. В сгретыо стадию формировался комплекс делювиально-пролювиальных и озерных гемагит-бемиг-диаспоровых бокситов, залегающих с резким размывом на нижележащих бокситах и наиболее широко развитый на площади месторождений. Дня рассматриваемого ■комплекса характерна линзовидная слоистость, резкие фациаль-ные замещения в разрезе и по лагерали. Его мощность составляет, от 1-2 до 10 м. Преобладание в нем делювиально-пролювиальных бокситов определяет среднее качество их с Мsi 10-15, а преобладание озерных - более низкое качество-с Msi 5-10. Осадочные бокситы второй и третьей стадий слагают средний горизонт рудного пласта. Четвертой стадии соответствуют лагунные бокситы'верхнего горизонта пласта.

Качество полифациальных рудных залежей Субровского рудного поля' высокое. Msi бокситов составляет-14,3, а по отдельным месторождениям колеблется от 11,6 до 18,3.

Зона дальнего выкликивания устанавливается к северу от месторождений Субровского рудного поля. Здесь отмечается замещение континентальных боксигокосных фаций лагунными бокситами и карбонатизированными песчанистыми аллитами (Северо-

:е

Сосьвинский участок), слагающими мелкие линзообразные залежи непромышленного значения. Далее к северу за пределами рудного поля породы рудной формации замещаются герригенными отложениями, представленными мелководно-морскими зеленовато-серыми аргидлигаш, алевролитами, песчаниками.

Тошемский Фациальннй ряд предсгавлен сокращенным комплексом фаций бокситов - от. делювиально-пролювиалъных до лагунных:.

Зона ближнего выклинивания развита на южном фланге. То-шемского рудного поля (Южно-Юршцепская площадь) и аналогична подобной зоне субровского рада.

Б формировании залежей рудной зоны тошемского ряда прослеживается преимущественно три стадии бокситонакопления. Цролювиальнб-элювиальные бокситы 1-ой стадии развиты фрагментарно, иногда замещаются датушшш и не влияют на качество орудекения. Наиболее широко развиты делювиально-пролюви-альные бокситы'2-ой стадии, озерные, и .озерно-лагунные 3-ей стадии. Делювиально-пролювиальные, бокситы выполняют основания карст'ово-эрозиокяых депрессий или слагают линзы на их склонах. Бокситы озерно-лагунной фации, занимающие наибольший объем, в рудных залежах, полностью заполняют неглубокие обширные карстово-эрозиошше котловины. В них отмечаются линзы озерных бокситов. Такой фациалькый состав залежей определяет среднее качество бокситов с М$1 7-8 и содержанием серы более 1%', шамозиг-бемит-днаспоровый состав.

Зона дальнего выклинивания устанавливается на' восточном, и северном флаягах рудного поля, где отмечается латеральное замещение полифациального комплекса оезрно-лагунными и лагунными бокситами, аллиташ и сиаллитами, залегающими внутри карбона!но-глинистых сланцев нижнего Эйфеля (Мань-Тосемьин-'ская залежь-). Рудные залежи этой зоны, помимо кижнеэйфельско-го уровня бокситонакопления, залегают также в основании и внутри верхнеэйфельских отложений (Западная и Средняя залежи месторождения XIX Партсъезда). Наиболее крупной среди Ьих является Западная залежь, сложенная черными бокситами, аллиташ и сиаллитами лагунной фации..Формирование подобного 'комплекса пород происходило в. ульгравосстановительных: условиях, о чем свидетельствует наличие в бокситах нижней части,

залеашсидерита от 10 до 40$, а в верхней - пирита от 10 до • 30$. В связи с изменением фациального состава бокситов снижается качество орудекения. МЛ бокситов составляет 3,4-2,8, содержание серы - 8-9%.

Таким образом, дая зоны дальнего выклинивания характерно многоярусное оруденение с низкими концентрациями руд на каждом из бокситокосных уровней, формирование монофациальных залежей с низким качеством бокситов, замещение-их аллитами и сиаллитами.

Установленная смена фациальных комплексов отмечается и дая живегского уровня бокситонакопления (Новая, Пешинская и Верхняя залежи).

Лаксийский социальный пяд. в отличие от Тошемского, характеризуется более резкой латеральной сменой фациальных комплексов от зоны ближнего к зоне дальнего'выклинивания, наличием элювиальных (лагеритная кора выветривания) и полным .отсутствием пролювиально-элювйальных фаций,.а также, уменьшением доли делювиально-пролювиалькых бокситов, вплоть до их полного выпадения из разрезов. Наиболее типичным элементом этого ряда является озз рно-дагункый комплекс бокситов, слагающий верхнюю часть 6-ой и 9-ой залежей Краснооктябрьского, целиком 4-ую залежь и Горностайско-Лаксийскую группу месторождений. Полифациальный комплекс бокситов (от делювиально-пролювиальных до лагунных) характеризуется 6-7, содержанием серы 0,'2-0,8$, озерно-лагунный - Щ 6-3, содержанием серы 1,3-1,8%.

В зоне дальнего выклинивания аналогично Тошемскому ряду • формируются монофациальные залежи лагунных бокситов с . 3-4 и содержанием серы 4-5$ (1-ая и 2-:ая залежи Краснооктя-' брьского месторождения).

Такие'-же сокращенные ряды бокситоносных осадков (гидро-.слюдисто-кйолинитовые коры выветривания - бокситы и аллиты делювиально-элювиальной-озернойг-лагунной фаций) наблюдаются на месторождениях Карпинского района (Талицкие, Тотинское, Шайтанское). 1/151 бокситов'в залежах колеблется от 6-9 до 3,5.

Таким образом, на основе литолого-фациального анализа бокситорудных. .формаций Северного Урала установлено," что фа-хшальные ряды месторождений Ивдельского и Карпинского рэйо-

нов, представляющие собой северный и южный фланги Североуральской бокситоносной провинции, близки по составу, характеризуются, по сравнению с СУБРом, белее значительной дифференциацией фаций на площади рудных полей, меньшими масштабами рудоносности и худшим качеством руд. С субровским типом фациальных рядов связано формирование крупных полифациальных залежей бокситов с выдержанным высоким и средним качеством (Mit 14-18); с тошемским - средних по размерам залежей среднего качества (Msi 8-9), а в зоне дальнего выклинивания фа-циального ряда- мелких монофациальных залежей высокосершь-стых бокситов низкого качества (Mit 3-6) и непромышленных залежей; с рядами лаксийского типа - м&лких и средних залежей с низким качеством руд (Msi 3-^6). •

4. Качество руд на месторождениях Северного Урала контролируется размещением Фапиальных типов бокситов в палеоре-льеФе рифовых массивов.

В работе использованы результаты палеогеоморфологиче-ских реконструкций Субровского и Тошемского рифовых массивов, выполненные в ВИШе (Беэр, Бурлаков и др^,'1982; Бурлаков и др., 1983), а также геологами Северной ГРЭ (Попов, Крамарен-ко и др., 1979).

Месторождения Субровского рудного поля принадлежат высо-' кому рифовому плато и приурочены к крупной эрозионно-карего-вой котловине'сложного строения, сформированной в его центральной части на месте зарифовой лагуны.

По результатам палеогеоморфологических реконструкций в Субровском рифовом массиве устанавливается наличие грех уровней: высокого плато (центральные части Сосъвинского и Ново-Кальинского месторождений); холмистого низкого плато (Чере-муховское -и'Восточная залежь месторождения Красная Шапочка); продольной- (Восгочно-Черемуховской) и поперечной (Южно-Чере-муховской) карегово-эрозиокных и карстовой (Кальинской) депрессий.

Пласт бокситов развит на всех уровнях палеорельефа, но его мощности и площади безрудий существенно меняются.в выделенных элементах рельефа, что отражается в значениях удельной рудоносноеги. Она составляет (в усл.ед./кв.км): для

высокого плато - 6,9, для его несколько сниженной восточной части - 42,6, для низкого плато - 18,9, ддя Кальинской депрессии - 28,8, для Восточно-Черемуховской - 43,0.

Кроме рассмотренных параметров, рельефом контролируется фациалышй состав слагащих рудный пласт бокситов. Карты распространения различных фаций показывают, что пролювиально-элювиальные 'бокситы локализуются в виде изолированных мелких (50 х 75 м) и крупных (150 х 250 м) тел с извилистыми очер-' таниями и приурочены как к верхнему ярусу рельефа (Сосьвин-ское и Ново-Кальинское плато) и его склону, так и к крупным карстовым депрессиям (Кальинская), что макет свидетельствовать об их первоначальном повсеместном образовании на поверхности рифа. На низком плато '(Восточная залежь) и в карсто-во-эрозионных Восточно- и Южно-Черемуховской депрессиях отмечается минимальное распространение пролювиально-элювиаль-ных бокситов в результате более интенсивного их размыва. Здесь наиболее широко развиты осадочные бокситы делювиаль-но-пролйвиальной и озерной фаций. Характерно, что в западной части рифа они залегают в виде изолированных или частично' замкнутых рудных залежей неправильной формы, а на восгоке в депрессии слагают непрерывный пласт значительной мощности. Лагунные бокситы развиты повсеместно. Они залегают на бокситах других лйтолого-фациальных типов, а в местах их размыва - на подстилающих рифогенных известняках.

Таким образом, для выделенных элементов и форм ранне-эйфельского рельефа рифового массива можно выделить типичные разрезы рудной формации, различающиеся мощностями, соотношением слагающих ее фациальных типов бокситов, а следовательно, качеством руд. Наиболее высококачественные бокситы с Щ1 более 20 локализованы в северо-восточной части Черемуховско-го и в зоот'очной части Ново-Кальинского месторождений (высокое плато й-его склон), где широко развиты пролювиально-элю-виальные их фации. В района^ с широким распространением континентальных осадочных бокситов отмечается снижение ах качества, причем оно ухудшается по мере увеличения з разрезах доли озерных и лагунных фаций. Оруденение со средниэд значениями М$1 (20-10) развито в центральной и восточной частях Черемуховского и в северной части Нозо-Кальинского месторож-

дений (низкое плато и карстово-эрозионные депрессии), с низ->-кими (менее 5) - в южной части Черемуховского и в западной части Ново-Кальинского месторождений (зона ближнего выклинивания) .

Высококачественные руды на глубинах более 1500 м (глубокие горизонты СУБРа) следует ожидать на восточном фланге Но-во-Кальинского и северо-восточном - Черемуховского месторождений, низкокачественные - на юго-восточном фланге Черемуховского месторождения на продолжении Южно-Черемуховской депрессии.

Месторождения Тошемского рудного поля приурочены к прибрежной денудационной равнине, сформированной на известняках берегового рифа. Равнина имеет ступенчатое строение, и ее разновысотные уровни характеризуются локализацией месторождений разного масштаба и 'качества руд, принадлежащих к различным зонам тошемского фациального ряда.

Рудные залежи Тошемского месторождения приурочены к низкому рифовому плато и. локализуются в карстово-эрозионных котловинах, осложненных мелкими карстовыми формат. Для них характерны: пластовая форма, средние размеры, неустойчивые мощности (максимальная - 6,9, средняя - 1,5 м). Рудный пласт сложен малосеркистыми бокситами делювиально-пролювиальной и озерко-лагунной фаций и характеризуется средним качеством бокситов (в %)\ А1203 - 55,48, 5(02 - .7,39, .У- 0,08, Мб! 8.

Рудные залежи Ново-Тошемского, Парминского, а также южного фланга Тошемского месторождений формировались на низкой. -приморской равнине в плоских неглубоких котловинах и мелких долинах-, сгруппированных в-линейные депрессионные зоны. Месторождения представлены серией мелких и средних по размерам линзовидно-дласговнх изолированных рудных тел, прерывающихся безрудными■• участками или полями некондиционных бокситов." Средняя мощность пласта бокситов 2,9 м, максимальная - 8,7 м. Рудная формация, сложена преимущественно озерно-лагунным комплексом высокосернистых бокситов среднего и низкого (на флангах) качества (В %)-. А1203 - 50-52, 5Ю2 - 5-7, £-1-2, ГШ 8 и.ниже.

Для месторождений-, формирующихся в области морского црибрежья (XIX Партсъёзда), характерны мелкие залежи_бокси-

юв, локализованные в неглубоких депрессиях внешнего склона рифа и мелкого шельфа. Средняя мощность пласта бокситов составляет 1,3 м. Он сложен лагунными бокситами, аллитами, си-аллитами. Промышленное значение этого монофациального типа оруденения невысоко из-за малых запасов руд и низкого-их качества Св %)-. А1203 - 42-44, 5Ю2 - 12-14, 5- 4-9, М51 бокситов 3.

Значения удельной рудоносносги уменьшаются от 2,6 для Тошемского месторождения до 0,9 усл.ед.Др.км на флангах, рудного поля.

Таким образом, рассмотренные выше на примере Субровско-го и Тошемского рифовых массивов палеогеоморфологические закономерности бокситонакопления определяют основные параметры рудных залежей, удельную рудоносность площадей, фадиальный состав бокситов. Следовательно, дорудный рельеф контролирует формирование закономерной системы геолого-промышленных типов месторождений с различными параметрами оруденения и-качеством руд.

КРИТЕРИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ' КАЧЕСТВА. БОКСИТОВ

Прогнозные исследования в боксигоносных районах Северного Урала обычно базируются на использовании тектонического, формационного, стратиграфического., палеогеографического, реже фациального критериев (Болыиун, 1981; Воинов, 1985; Брошевская, 1984; Лейпциг и др., 1987; Тюрин, Теняков и др., 1977). При этом, как показано выше, для основных типов выделенных рудных полей и месторождений наиболее отчетливо устанавливается .связь масштабов и качества, оруденения с фациаль-ным составом-бокситонооной и рудной формаций, а также с типами и формами рельефа рифовых массивов. Исходя щ перечисленных ведущих рудоконтролирущих факторов; а также литоло-го-минералогических признаков бокситов, выделяется комплекс критериев прогнозирования качества 'руд, используемый при работах разного масштаба - от среднего до локального (Ершова, Лейпциг, 1991). Среди них трудна лиголого-шнералогических и фациальных. критериев непосредственно определяет вещественный состав бокситов и используется при проведении крупномасштэб-

пых и локальных прогнозных работ.

Минералогический критерий выражен закономерный сочетанием минеральных ассоциаций в бокситах, соотношением в них содержаний минералов свободного глинозема - бемита, диаспора, алюмосиликатов - шамозита, каолинита и вредных минеральных примесей (с технологических позиций переработки) - кальцита, сидерита, пирита, а также распределением их в разрезах и на площади рудных залежей.

Литолого-струкгурный критерий отражает зависимость минерального состава и качества бокситов от их гранулометрических особенностей. Грубообломочные разности являются преимущественно диасдоровкми и более качественными, чем глинистые каолинит-бемитовые.

Литолого-минералогический состав бокситов определяется их фациальной природой. В связи с этим "фация" выступает как категория, обобщающая эти особенности, как основа фациальной группы критериев, имеющих ведущее-значение при оценке качества оруденения.

Комплекс Фаций рудной Формации выступает критерием прогнозирования качества бокситов месторождений ^ залежей при' крупномасштабном и локальном прогнозе. Наличие элювиальных, делювиально-элювиальных фаций бокситов характеризует зону ближнего выклинивания и свидетельствует о низком качестве рудных объектов, наличие полифациального комплекса с преобладанием пролювиально-элювиальных бокситов орределяет высокое ж качество, склонового - среднее, озерно-лагунного -низкое.

Закономерная последовательность размещения фациальных комплексов бокситов на.площади рудных долей выражена типом • Фатального ряда рудной формации. который выступает критерием прогнозирования качества бокситов рудных районов ют рудных полей.'- Присутствие субровского, тошемокого или лаксий-ского типов рядов характеризует высокое,- среднее и низкое качество оруденения.

Литолого-Фациальный оостав бокоитоносной Формации используется как критерий прогнозной оценки качества бокситов рудных полей, месторождений или зон различного качества в их •пределах. Он отражает приуроченность полифациалъной рудной

формации с высоким и средним качеством руд к рифогенно-ла-гуняому комплексу отложений, монофациальной - к мелководно-морскому, куда относятся месторождения прибрежного типа с низким качеством руд, сложенные высокосернистыми и сидерити-зированныш бокситами, формирующимися в зоне дальнего выклинивания оруденения.

Группа палеотектонических, палеогеографических и, в том числе, палеогеоморфологических критериев основывается на приуроченности различных фациальных комплексов к определенным палеотектоническим структурам, типам рифовых построек, типам и формам их палеорельефа и применяется в диапазоне масштабов от среднего до локального.

■ Типы тектонической структуры и ршЬовых построек позволяют прогнозировать тип .фациальных рядов и оценивать качество оруденения рудных районов и рудных долей. К комплексу крупных береговых и барьерных рифов на склонах вулканических град приурочены субровский и гошемский типы фациальных рядов с высоким и средним качеством руд; к склонам мелких островных поднятий, барьерным рифам и атоллам - лаксийский тип со средним и низким качеством руд.

Тип и формы палеорельефа позволяют прогнозировать раз-смещение фациальных комплексов бокситов с различным качеством в пределах рудных полей, месторождений и залежей. Полифаци-альный комплекс бокситов высокого качества приурочен к высоким рифовым плато, крупным карстовым депрессиям; среднего качества - к низким плато, карстово-эрозионным депрессиям; озерно-лагунный когяшекс бокситов среднего и низкого качества - к приморским равнинам; лагунный с бокситами низкого качества - к морскому прибрежью.

Рассмотренный в работе,комплекс критериев позволяет оценить также прогнозные ресурсы потенциальных объектов. Их количественная оценка основывается на удельной рудоносности соответствующего элеменга редьефа или эталонного объекта.,

Комплекс критериев был использован для прогнозной оценки бокс.игоносности северной части Ивдельского района. Исследования базировались на материлах поисковых буровых работ. На его основе даны, 'Отрицательные перспективы Западно-Вижай-сеой площади к северу от Тошемского рудного поля. Вижайское

рудное поле, выделяемое в пределах Вижайско-Бурмавловской поисковой площади в Турьинской зоне, Оценивается как перспективное на обнаружение мелких залежей бокситов низкого качества с кремниевым модулем 3-5, с содержанием серы 2-4% (до 9%) и ожидаемым минеральным составом бокситов - шамозит-бе-мит-диаспоровым, шамозит-пириг-диаспоровым. Низкие перспективы связаны с прогнозированием здесь зоны дальнего выклинивания оруденения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований в Северауральской бокситоносной провинции выделены три типа рудных палей: суб-ровский, тошемский и краснооктябрьско-лаксийский, различающиеся масштабами рудоносносги и качеством руд, которые могут использоваться при прогнозных исследованиях как эталонные. В отличие от прежних гшшзаций, Тошемская группа месторождений на основе палеогеоморфологических закономерностей их локализации рассматривается как самостоятельный тип. Наиболее .крупные и высококачественные месторождения рифовых котловин принадлежат субровскому типу, средние по запасам и качеству руд месторождения приморских котловин относятся к гошемско-му типу, а мелкие залежи бокситов со средним и низким качеством, приуроченные к эрозионно-карстовым депрессиям внешнего склона рифовых массивов и морскому прибрежью - к красно-окгябрьско-лаксийскому типу.

В составе бокситорудных формаций Северного Урала установлены элювиальный, осадочно-элювиальный и осадочный генетические типы бокситов, которые разделены на ряд фаций: собственно элювиальную, делювиально-элювиальную, пролювиально-..элгавизльк^э, делювиально-пролювиальную, озерную, озерно-ла-гунную, лагунную и прибрежно-морскую. Бокситы выделенных ли-толого-фациальных типов различаются минеральным ссстазом, качеством и технологическими свойствами.

Установлено, что наиболее высококачественные бокситы образуются в результате латеритизации обломочного глинисто-бокситового материала лагеритных кор выветривания на ряфо-генных известняках.. Качество осадочных бокситов определяется

минеральными ассоциациями, формирующимися в различных фациальных обстановках. Ведущими промышленными типами руд, пригодными для переработки гидрохимическим способом, являются гематиг-диаспоровые бокситы дролювиалько-элювиальной и делю-виально-пролювиальной фаций высокого и среднего качества. Образование в озерных бокситах тпамозит-каолинитовой ассоциации, а в лагунных - шамозита, пирита, сидерита приводит к снижению их качества.

Для бокситорудных.формаций Северного^Урала оценена роль бокситов различных фаций в формировании месторождений и установлена зональность распределения фациальных комплексов от зоны ближнего к зоне дальнего выклинивания оруденения. •На основе этого выделены субровский, тошемский, лаксийский типы фациальных рядов с высоким, средним, низким качеством бокситов, соответствующие одноименным типам-рудных полей. Субровский ряд характеризуется наиболее полным набором фаций и присутствием пролювиадьно-элйвиальных бокситов, тошемский - сокращенным комплексом фаций только осадочных бокситов, лаксийский - выпадением начальных элементов рядов и преимущественным развитием озерко-лагунного комплекса.

Установлено, что фациальный состав и качество бокситоЕ в рудных.залежах контролируется дорудным рельефом рифовых массивов. Определенные элементы палеорельефа характеризуются также различными значениями удельной рудоносности, что обусловливает формирование в пределах рудных полей системы гео- ■ лого-промышленных типов месторождений с разными 'масштабами и качеством оруденения.

Рассмотренные лиголого-фациальные закономерности формирования геосинклинальных бокситов и факторы, контролирующие "изменение состава и качества боксигорудных формаций месторождений Северного Урала, составляют основу комплекса критериев прогнозирования качества руд, применимого при прогнозных работах среднего, крупного и локального масштабов.

С использованием прогнозно-поисковых моделей эталонных рудных полей дана оценка вероятного качества оруденения на Западно-Вижайской площади и Вижайском прогнозном рудном поле. Идя последнего оценены прогнозные ресурсы по категории Р2-

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1. Условия образования девонских бокситоносных отложений Карпинского района // Бокситы. М.: БИМС. 1980. С.32-48 (совместно с С.К.Гиппом, В.С.Шаршовым, Л.А.Антоненко).

2. Закономерности размещения девонских бокситов в пределах Петропавловского рифового комплекса (Северный Урал) // Доклады АН СССР. 1982. Т.262, № I. С.155-158 (Совместно с М.А.Бээром, А.А.Бурлаковым, М.В.Воиновш).

3. Особенности размещения и строения бокситового пласта в дорудном рельефе месторождений Петропавловской подзоны Северного Урала // Прогнозирование месторождений бокситов. М.: БИМС. 1983. С.82-93 (Совместно с А.А.Бурлаковым, А.В.Лейпцигом, А.А.Крамарекко,. О.П.Поповым)..

4. Особенности локализации и формирования Ивдельской группы месторождений бокситов (Северный Урал) // Прогнозирование месторождений бокситов. М.: ВШЮ. 1984. С.97-108 (Совместно с А.А.Бурлаковым, М.В.Воиношм).

5. Фации бокситоносных горизонтов среднего девона Северного Урала // Бокситы и другие руды алюминиевой промышленности. Тезисы докладов. Савинский, 1985. С.73-74 (Совместно с С.К.Гишхом).

6. Девонское рудообразовакие в истории развития..Урала //. Эвблюция металлогении Урала в процессе формирования земной коры. Тезисы докладов I Уральского металдогенического совещания. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1985. С.166-169 (Совместно с М.А.Беэром, Л.А.Антоненко,.М.В.Воиновым, С.К.Гиппом, А.А.Бурлаковым, А.А.Бывшевым).

7. Крупномасштабное прогнозирование месторождений сред-недевонских бокситов на Северном Урале // Крупномасштабное-и локальное прогнозирование месторождений алюминиевого бырья. М.: БИМС.'1986. С.49-58 (Совместно с М.В.Воиновым).'

8. Геохимические особенности девонских бокситов Урала // Кора выветривания как источник комплексного минерального сырья. Тезисы докладов. Челябинск: 1986. С.58-59 (Совместно с С.К.Гиппом, Л.А.Ангоненко).

9. Эвгеосинклннальный бокситоносный комплекс // Бокси-■соносные комплексы Урала. Под ред.Б.М.Михайлова. Тр.ВСЕГЕИ.

■t.344. Л.: Недра. 1987. С.55-128 (Совнесгно с Е.С.Гуткиным, С.К.Гиппом, Р.И.Ерошевской, М.В.Воиновым, А.А.Буряаковым).

10. Фациальные типы девонских бокситов Северного Урала // Гипергенез и рудообразование. М.: Наука. 1988. С.127-143 (Совместно с С.К.Гшшом).

11. Геохимические особенности девонских бокситов Урала '// Кора вывбтривания как источник комплексного'минерального сырья. М.: Наука. 1988. С.69-83 (Совместно с С.К.Гиппом, Л.А.Антоненко).

. 12, Фациальный соогав бокситорудных формаций месторождений Северного Урала и его влияние на качество оруденения // Рудоносные формации зоны гипергекеза. Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Л.: 1990. C.I0-II (Совместно с А.В.Лейпцигом, С.К.Гиппом).

13. Прогнозно-поисковые модели рудных полей и месторождений бокситов Ивдельского и Карпинского районов // Геология и оценка алюминиевого сырья. М.: ВИМС. В печати (Совместно с С.К.Гиппом, Е.В.Клочковой).

14. Лиголого-фациальные условия образования и качество девонских бокситов Северного Урала // Геология и оценка алюминиевого сырья. М. : ВИМС. В печати (Совместно с А.В.Лейпцигом) .

Заказ № 7. Подписано к печати 20.03.92. Объем 1,5 уч.—изд.я., 1,7'печ.л. Тираж 100

вше