 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 УДК 553.319(571.54-25) К вещественному составу руд и рудовмещающих пород Усыншорского рудопроявления железа (Тюменская область)
Бутенков А.А., доцент Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Россия
В данной работе охарактеризовано геологическое строение Усыншорского рудопроявления титано-магнетитовых руд (Тюменская область). Проанализированы особенности состава руд и рудовмещающих пород, изменчивость и корреляционные взаимосвязи рудных компонентов.
Усыншорское рудопроявление титаномагнетитовых руд располагается в пределах Березовского района Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области. Оно было выявлено по результатам проведения общих поисков и геологосъемочных работ в пределах Хорасюрской площади в 1986-1996 г.г. Усыншорское рудное поле располагается в краевой части Малохорасюрской зональной структуры [1]. Титаномагнетитовые руды локализованы в габбровых фациях, характеризуются комплексным составом и относятся к волковскому геолого-промышленному типу. В пределах поля установлено три проявления: Усыншорское, Межгорное, Санклымьинское [2, 3]. По химическому составу и структурно-текстурным особенностям руды относятся к апатит- и медьсодержащим среднетитанистым рудам. Основными рудными минералами комплексного титаномагнетитового оруденения являются титаномагнетит, магнетит, ильменит, борнит, халькопирит [3]. Титаномагнетитовые руды локализованы в габбровых фациях, характеризуются комплексным составом и относятся к волковскому геолого-промышленному типу. Халькопирит-борнит-апатит-титаномагнетитовые руды образуют крутопадающую пластообразную залежь, приуроченную к расслоенному массиву ультраосновных-основных интрузивных пород [3]. Целью исследований в данной работе является выявление особенностей вещественного состава титаномагнетитовых руд Усыншорского рудопроявления железа, а также рудовмещающих пород. В данной работе были использованы результаты химического анализа руд Усыншорского рудопроявления, выполненные по бороздовым пробам, отобранным на поисковой стадии ГРР в канаве № 1253, пройденной вкрест простирания рудного тела рудопроявления в направлении на юго-восток (табл. 1).
Таблица 1 – Результаты химического анализа руд
Участок Усыншорский (по названию рудопроявления) находится на левобережье руч. Усыншор. Площадь участка составляет 7 км2. В структурном отношении участок находится в восточном крыле концентрически-зональной Малохорасюрской структуры (рис. 1). В геологическом строении Усыншорского рудопроявления участвуют оливиновые пироксениты, клинопироксениты, оливин- и гиперстенсодержащие габбро, габбро роговообманковое и двупироксеновое [2, 5]. Габбро двупироксеновое макроскопически представляют собой среднезернистые, реже мелкозернистые, массивные и слабополосчатые породы. Преимущественным развитием пользуются мезократовые, незначительным - лейкократовые разновидности. Под микроскопом устанавливается следующий минеральный состав: плагиоклаз – 40-80%, пироксены моноклинный (диопсид) - 10-35% и ромбический (гиперстен) - 1-15%; второстепенные – роговая обманка, биотит, плеонаст, магнетит, титаномагнетит, вашингтонит, сульфиды; акцессорные – апатит, сфен; вторичные – уралитовая и волокнистая роговая обманка, эпидот, соссюрит, хлорит, серпентин. Когда содержание магнетита и титаномагнетита в породе достигает 5-7%, тогда образуется сидеронитовая структура.
Рис. 1 – Схематическая геологическая карта (с разрезом)
Оливин- и гиперстенсодержащие габбро являются, по-видимому, промежуточными разностями между ультраосновными и основными породами. Макроскопически представляют мелко- и среднезернистые, полосчатые, реже массивные, серые и темно-серые породы. Главные минералы – плагиоклаз, моноклинный и ромбический пироксен и оливин. Содержание плагиоклаза (битовнита) в породе 30-70%, моноклинного пироксена (диопсид-авгит) 15-50%, ромбического пироксена (гиперстен) 10-15%, оливина –10-15%. Второстепенные минералы – роговая обманка, плеонаст, магнетит, титаномагнетит; акцессорные – апатит, сфен; вторичные – уралитовая и волокнистая роговая обманка, хлорит, серпентин, иддингсит, эпидот, соссюрит. Сульфидные минералы – пирротин, пентландит, халькопирит, пирит. Роговообманковые габбро и габбро-амфиболиты. Представляют собой продукт наиболее интенсивной переработки ультрамафитов и габброидов на амфиболитовом уровне метаморфизма. Главными минералами роговообманкового габбро являются плагиоклаз состава андезина-лабрадора, реже битовнита и зеленая роговая обманка, составляющая 30-50%. Второстепенные минералы – моноклинный пироксен (диопсид и диопсид-авгит), рудные (магнетит). Акцессорные – апатит, сфен. Вторичные – соссюрит, эпидот, цоизит, клиноцоизит, пренит, хлорит, актинолит, биотит, серицит, лейкоксен, карбонат, кварц. Породы окаймляют тело габбро-норитов, а также встречаются внутри него в виде отдельных пятен, либо приурочены к контактам габбро с ультраосновными породами и плагиогранитами. Пироксениты преобладают среди ультраосновных пород, ими сложены многочисленные жилы, дайки, неправильной формы тела среди габбро. Пироксениты – мелко- и среднезернистые до крупнозернистых темно-зеленые породы, плотные, иногда полосчатые. Характерная микроструктура - панидиоморфнозернистая, реже аллотриаморфнозернистая. Основным минералом в них является диопсид. Ромбический пироксен, магнетит, титаномагнетит, плеонаст, сульфиды составляют до 5%. Вторичные минералы представлены серпентином, хлоритом, роговой обманкой. Халькопирит-борнит-апатит-титаномагнетитовая минерализация приурочена к полосчатому оливиновому двупироксеновому габбро, причем рудные тела с максимальными содержаниями тяготеют к наиболее меланократовым разновидностям габброидов. Элементы полосчатости падают по азимуту 110-135°, углы падения 70-75°. Руды характеризуются постепенным переходом в безрудные породы, поэтому границы рудных тел установлены и определяются только по данным опробования. Руды характеризуются следующими средними содержаниями компонентов (в %): Fe – 26,9; V – 0,088; P2O5 – 4,71; Cu – 0,28; TiO2 – 1,43; Ag – 2,4 г/т. Основными рудными минералами комплексного титаномагнетитового оруденения являются титаномагнетит, магнетит (6-8%), ильменит (1-2%), борнит, халькопирит (3-5%); второстепенными – шпинель, ульвошпинель, халькозин, ковеллин. Из нерудных – повышенное содержание апатита. В ходе данной работы охарактеризован образец рудовмещающей породы, отобранный на рудопроявлении титаномагнетитовых руд Усыншорском. На рис. 2 представлен штуфной образец оливин-пироксенового габбро. Текстура породы массивная, цвет темно-зеленый, с сероватым оттенком. Структура средне-крупнокристаллическая. Порода состоит из пироксена, основного плагиоклаза, пироксена, оливина и роговой обманки. Темно-зеленые зерна пироксена неправильных очертаний содержат вытянутые призматические включения плагиоклаза. Оливин присутствует в виде неправильных или округлых зерен бутылочно-зеленого цвета. Наблюдаются разрозненные выделения рудного минерала – титаномагнетита, неправильных очертаний. Было выполнено микроскопическое изучение образца в виде прозрачного шлифа с использованием поляризационного микроскопа. При изучении шлифа оливинового габбро были выявлено, что порода обладает габбровой структурой, что выражается в наличии более или менее изометричных зерен слагающих породу минералов, обладающих почти одинаковой степенью идиоморфизма, главным образом, невысокой (рис. 3 – 8).
Рис. 2 – Оливин-пироксеновое габбро
Выделены следующие главные минералы: плагиоклаз (60-65%), клинопироксен (15%), оливин (15%). Рудные минералы составляют примерно 5%. Вторичные изменения выражаются в серпентинизации оливина и замещении роговой обманкой пироксенов (15% площади всех пироксенов). Акцессорных минералов не обнаружено. Без анализатора плагиоклазы светлые бесцветные, пироксены и оливины более тёмные – имеют серый оттенок, серпентин имеет жёлто-зелёные оттенки, роговая обманка – жёлто-коричневые. При поляризованном свете плагиоклаз имеет низкие серые цвета интерференции. Оливин и клинопироксен имеют высокие цвета интерференции – оранжевые, синие, фиолетовые. Среди плагиоклазов широко представлены полисинтетические двойники. Углы погасания плагиоклазов варьируют от 30 до 45 - плагиоклаз в породе представлен лабрадором-битовнитом. Большинство минералов близки к изометричным, среди пироксенов и плагиоклазов есть отдельные индивиды вытянутых очертаний. Средний размер зёрен – 0,4-0,5 мм. Отдельные кристаллы плагиоклаза достигают 3 мм. Большинство рудных минералов (титаномагнетит) локализуются в роговой обманке, которая, в свою очередь, образовывается по клинопироксенам (рис. 5 - 6). Встречается замещение рудным минералом оливина. Средний размер рудных минералов 0,2-0,4 мм.
Рис. 3 – Структура оливин-пироксеновогоо габбро
Рис. 4 – Структура оливин-пироксенового габбро (николи скрещены)
Рис. 5 – Минеральные срастания в оливин-пироксеновом габбро
(рудный минерал с плагиоклазом Pl, пироксеном Px, роговой обманкой Hb)
Рис. 6 – Минеральные срастания в оливин-пироксеновом габбро
Рис. 7 – Минеральные срастания в оливин-пироксеновом габбро
Рис. 8 – Минеральные срастания в оливин-пироксеновом габбро
С помощью программы Microsoft Excel были построены графики изменчивости содержаний химических компонентов руд по разрезу скважины (рис. 9-12).
Рис. 9 – График изменчивости содержаний железа по канаве № 1253
На рис. 9 представлен график изменчивости содержаний Fe по канаве № 1253. Значения колеблются от 6 до 30.5 %, в среднем по канаве – 20,9 %. Положительные пики содержаний наблюдаются 4-м, 9-м, 14-м и 19-м метрах канавы. Отрицательные пики отмечены на 1-м, 15-м и 22-м метрах.
Рис. 10 – График изменчивости содержаний ванадия по канаве № 1253
На рис. 10 представлен график изменчивости содержаний V по канаве № 1253. Значения колеблются от 0,04 до 0,1 %, в среднем по канаве – 0,08 %. Положительные пики содержаний наблюдаются 3-м, 4-м, 7-м, 9-м, 14-м и 23-м метрах канавы. Отрицательные пики отмечены на 1-м, 12-м и 21-м, 22-м, 26-м и 27-м метрах.
Рис. 11 – График изменчивости содержаний меди по канаве № 1253
На рис. 11 представлен график изменчивости содержаний Сu по канаве № 1253. Значения колеблются от 0,095 до 0,45 %, в среднем по канаве – 0,21 %. Положительные пики содержаний наблюдаются 3-м, 6-м, 13-м, 18-м и 23-м метрах канавы. Отрицательные пики отмечены на 1-м, 5-м, 7-м, 8-м, 9-м, 10-м, 11-м, 12-м, 16-м, 21-м и 24-м метрах.
Рис. 12 – График изменчивости содержаний пентаоксида фосфора по канаве № 1253
На рис. 12 представлен график изменчивости содержаний Р2О5 по канаве № 1253. Значения колеблются от 0,8 до 5,1 %, в среднем по канаве – 3,5 %. Положительные пики содержаний данного компонента наблюдаются 3-м, 4-м, 5-м, 9-м, 13-м и 19-м метрах канавы. Отрицательные пики содержаний отмечены на 1-м, 7-м, 11-м, 21-м и 27-м метрах. Также, с использованием результатов химического анализа титаномагнетитовых руд Усыншорского рудопроявления, была рассчитана матрица корреляции, в которой рассмотренные рудные компоненты были оценены на наличие их взаимосвязей (табл. 2). Анализ матрицы корреляции показал наиболее сильные положительные взаимосвязи между Fe и P2O5 (коэффициент корреляции 0,9), V и P2O5 (коэффициент корреляции 0,83), Fe и V (коэффициент корреляции 0,71).
Таблица 2 – Матрица корреляции
Анализ минералого-петрографических особенностей рудовмещающих пород, а также графиков изменчивости содержаний компонентов вещественного состава титаномагнетитовых руд и корреляции рудных компонентов, позволил выявить некоторые особенности и закономерности. Макро- и микроскопическое описание рудовмещающей породы (оливин-пироксенового габбро), детали ее состава и структурно-текстурных особенностей, особенности форм нахождения и типов срастания рудных минералов, позволили подтвердить принадлежность исследуемого рудного объекта к типу позднемагматических месторождений – титано-магнетитовые месторождения в габброидах. На эту принадлежность также указывает наличие апатита (эндогенные концентрации фосфатного сырья так же связаны с позднемагматическим процессом). Наличие в рудах повышенных содержаний меди (халькопирит-борнитовая минерализация) позволяет отнести Усыншорское рудопроявление к волковскому геолого-промышленному типу. Этот тип месторождений относят как к позднемагматическим объектам, так и к полигенным (более позднее гидротермальное сульфидное оруденение, наложенное на более ранние позднемагматические апатит-титаномагнетитовые руды). Резкие скачкообразные изменения содержаний Fe, V, Cu и P2O5 вкрест простирания рудного тела рудопроявления обусловлены полосчатостью рудовмещающего комплекса габброидов. Природа этой полосчатости связана с расслоением интрузива на магматическом этапе его становления, когда происходила последовательная кристаллизация мантийных магм, и в заключительные стадии происходило формирование позднемагматического оруденения (кристаллизация остаточного расплава). Полосчатость комплекса разных типов габброидов дополнительно подчеркивается на уровне колебаний содержаний рудной минерализации. Сильные положительные корреляционные связи между Fe, V и P2O5 являются абсолютно закономерными, обусловленными как нахождением примеси ванадия в титаномагнетите, так и естественной минеральной ассоциацией титаномагнетита и апатита. Слабые связи меди с Fe, V и P2O5 являются лишним указанием на то, что медьсодержащая сульфидная минерализация относится к более позднему гидротермальному процессу, наложенному на первичные позднемагматические апатит-титаномагнетитовые руды.
Библиографический список
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
