Серия эндогенных полезных ископаемых

 Генетическая группа магматических месторождений   Рудная формация хромитовая.

 Кимперсайская группа месторождений хромитовых руд [3] расположена в пределах Кимперсайского массива ультраосновных пород Южного Урала на территории Казахстана. Массив вытянут на 82 км в субмеридиональном направлении согласно с контролирующей его зоной глубинного разлома. Ширина массива от первых км в северной части до 32 км в южной.

Кимперсайский массив в южной части имеет форму лакколита (рис.5.1), залегающего между породами верхнего протерозоя и нижнего палеозоя. 

Сформировался массив 400-380 млн. лет назад (ранний девон). Массив сложен перидотитами и дунитами в различной степени серпентинизированными. Вмещающими крупные хромитовые залежи породами являются серпентинизированные дуниты.  

В пределах массива известно более 160 хромитовых месторождений и рудопроявлений. Все промышленные хромитовые месторождения размещены в Южно-

Кимперсайском рудном поле. Наиболее распространенные формы рудных тел – линейновытянутые жилоподобные линзы, реже изометричные линзы и столбообразные залежи. Глубина залегания рудных тел от приповерхностной до 1200 м, далее они буровыми скважинами не прослежены. Размеры рудных тел от нескольких десятков метров до 1500 м по простиранию при мощности от нескольких до 150 м. Количество рудных тел, составляющих месторождение, различно – от одного (месторождение Молодежное) до 99 (месторождение Миллионное). 

Руды массивной, вкрапленной и нодулярной текстуры сложены магнохромитом, оливином или серпентином. Среднее содержание в рудах хромшпинелидов – от 80 до 90%; серпентина – 5-15%, карбонатов – 4-7%. Руды относятся к высокосортным, с низким содержанием железа, кальция фосфора и серы. Хромитовые руды содержат платину и палладий (первые граммы на тонну).

Хромитовые руды магматической группы являются важнейшим источником получения металла. Хром необходим для производства нержавеющих, жаропрочных, кислотоупорных, инструментальных и других видов сталей. Сплавы хрома с кобальтом, вольфрамом или молибденом используются в качестве антикоррозионных покрытий (хромирование). 

 

 

Рис. 5.1. Структурно-петрографическая схема Кемпирсайского хромитоносного массива.

По Н.В. Павлову и Г.А. Соколову. 

Вмещающие палеозойские отложения: 1 – силурийские, 2 – ордовикские, 3 – кембрийские; интрузивные породы: 4 – габброиды, 5 – серпентизированные дуниты с перидотитами, 6 – серпентинизорованный дунито-перидотитовый шлирово-полосчатый комплекс, 7 – серпентизированные перидотиты (лерцолиты, гарцбургиты); 8 – контур массива ультраосновных пород; 9 – стратиграфические границы; 10 – четко выраженные сводовые поднятия в массиве и их оси; 11 – сводовые поднятия, выраженные менее четко; 12 – оси межсводовых опусканий; 13 – оси менее четко выраженных межсводовых опусканий; 14 – контур проекции подводящего канала; черные кружки – высокохромистые месторождения и рудопроявления; светлые кружки – низкохромистые месторождения и рудопроявления.

 

Металлургическая отрасль потребляет руды с содержанием Cr2O₃, более 49%. Мировые запасы хромитов в 27 странах составляют 3,5 млрд.т. Добыча хромитовой руды достигает 13 млн. т. в год. Хромитовые руды добывают 20 стран, доля Казахстана и ЮАР составляет 60% мировой добычи.

Класс ликвационных полезных ископаемых. Рудная формация сульфидная медноникелевая.

Талнах. Расположено на северо-запале Сибирской платформы близ устья реки Енисей, входит в состав Талнахского рудного поля (рис. 5.2.).

 

Рис. 5.2. Схема геологического строения Талнахского рудного поля. По В. Кравцову и др. 

1 – средне-нижнепалеозойские карбонатно-мергелистые отложения; 2 – терригенные осадки тунгусской серии; 3 – вулканогенная толща нижнего триаса; 4 – выходы рудоносной интрузии под четвертичные отложения; 5 – площадь распространения ветвей нижнего рудного этажа; 6 – площадь распространения ветвей верхнего рудного этажа; 7 – тектонический шов Центрального грабена; 8 – трещинно-блоковые просадочные структуры.

 

Месторождение связано с межпластовым дифференцированным базит-гипербазитовым интрузивом, залегающим в основании трапповой серии (рис. 5.3.). Рудоносный интрузив состоит из отдельных ветвей, расходящихся от предполагаемого подводящего канала.

Отдельные массивы часто соединяются между собой, имеют пластообразную, лентовидную форму с раздувами в прогибах подошвы. Протяженность интрузивных тел достигает многих километров, мощность составляет 200-250 м. В экзоконтактовой зоне интрузивов наблюдается скарнирование, серпентинизация осадочных пород. В расслоенных телах наблюдается смена (сверху – вниз) горизонтов: эруптивные брекчии, габбро-долериты, долериты, оливиновые долериты, пикритовые долериты, оливиниты и др.

 

Рис. 5.3. Схема геологического строения залежи сплошных руд в юго-западной части Талнахского месторождения. По Л. Сухову и В Изоитко.

 1 – доломиты, мергели; 2 – песчаники, алевролиты, аргиллиты; 3 – габбро-долериты Талнахской интрузии; 4 – долериты недифференцированных силлов; 5 – контактовоизмененные породы; 6 – пентландит-халькопирит-пирротиновые руды; 7 - пентландитхалькопирит-пирротиновые-кубанитовые руды; 8 – пентландит-кубанит-

халькопиритовые руды; 9 – тектонические нарушения.

 

Основная масса сульфидных медно-никеливых руд локализуется в области нижнего эндо- и экзоконтакта никеленосных массивов. Прожилково-вкрапленные руды локализуются в экзоконтактовой зоне измененных (скарнированных, серпентинизированных) осадочных пород. Тела имеют пластообразную и линзовидную форму, контуры их в плане повторяют контуры интрузии. Выделяются три типа руд: вкрапленные (77% от общей массы руды), массивные сульфидные руды в приподошвенной части интрузива (10%), вкрапленно-прожилковые в породах экзоконтакта (13%).

В составе руд преобладает пирротин, пентландит, халькопирит, широко развиты кубанит, магнетит, ильменит. К числу редких относятся пирит, ковеллин, борнит, платиноиды и др.

Ликвационнные магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд, в т.ч. Талнахское, являются важнейшими рудами для производства никеля, а также меди и платиноидов. Среднее содержание никеля колеблется от 0,25 до 4%, меди – от 0,2 до 7,5%.Попутно извлекаемые кобальт, золото, серебро, платина и платиноиды, селен и теллур. Россия является одним из крупнейших производителей никеля в мире. Уникальные месторождения Норильского рудного района содержат 78% общероссийских запасов никеля.

 

Рудная формация сульфидная медно-никелевая.

Еланское месторождение расположено в восточной части территории Воронежской области, в пределах которой в период 1965-1990 годов выявлена новая - Воронежская никеленосная провинция России. Выявлено более 100 базит-гипербазитовых массивов, в их составе разведаны Подколодновское, Нижнемамонское, Еланское и др. месторождения.

Еланское месторождение никеля приурочено к выходу норит-диоритовой фазы (площадью 5 км²) на поверхность докембрийского кристаллического фундамента (мощность осадочного чехла около 250 м) на северо-восточном фланге крупного (120 км²). ЕланьКоленовского многофазного мафит-ультрамафитового плутона. Плутон имеет кольцевое строение. В центральной части преобладают диориты с реликтами вмещающих пород (метаморфические породы воронцовской серии раннего протерозоя), периферия массива сложена норитами. 

Месторождение состоит из ряда уплощенных столбообразных залежей, имеющих субширотное простирание и падающих на восток под углом 75-89⁰. Рудные тела оконтуриваются только по данным опробования, внутри них выделяются безрудные блоки норит-порфиритов и дайки диоритов. Протяженность рудных тел по простиранию 400-650 м, по падению - более 1300 м при средней мощности 25.6-77.3 м. Типы руд: вкрапленные, вкрапленно-мелкогнездовые, вкрапленно-прожилково-пятнистые, брекчиевидные и масссивные.

Важнейшие рудные минералы: главные – пирротин, пентландит, халькопирит; второстепенные и редкие: никелин, кобальтин, арсенопирит, пирит, виоларит, аргентопентландит, хромшпинелиды, ильменит, титаномагнетит, магнетит, золото, платина и др.

Большая часть никеля (58%) заключена в богатых рудах (при содержании 1.8% и более). Извлекаемость никеля высокая (90%).В настоящее время месторождения Воронежской никеленосной провинции не разрабатываются.

 

 Формация алмазоносных кимберлитов

Трубка «Мир». Месторождение относится к Вилюйскому алмазоносному району, расположенному в северо-западной части Якутии. Трубка «Мир» открыта в 1955 году.    В плане трубка «Мир» имеет овальную форму (рис. 5.4). Она рвет отложения устькутской свиты нижнего ордовика. Трубка слагается кимберлитовыми туфами, в меньшей мере грубообломочной кимберлитовой туфобрекчией. Это серовато-зеленые и зеленовато-желтые породы, состоят на 70-80% из обломков кристаллов оливина, замещенных серпентином и карбонатом, обломков пиропа (до 2-3%) и бурой связующей массы (2025%), состоящей из агрегата серпентина и карбоната; присутствуют также флогопит, хлорит, ильменит, магнетит, шпинель, диопсид и др. Обломки горных пород представлены известняками, кварцитами, диабазами, серпентин-хлорит-карбонатными сланцами; присутствуют многочисленные обломки кимберлитов порфировой структуры  

В настоящее время в Западной Якутии выявлено более тысячи кимберлитовых тел, разрабатывается шесть коренных месторождений, представленных кимберлитовыми трубками: Мир, Интернациональная, Удачная, Айхал, Сытыканская, Юбилейная [10]. Глубина добычи алмазов из каръера трубки Мир превысила 400 м. Проектируется подземный рудник для отработки глубоких горизонтов трубки Мир.

 

Рис. 5.4. Геологический план и разрез кимберлитовой трубки Мир. По А. Бобриевичу и др.

1 – наносы; измененный кимберлит; 2 – желтый; 3 – зеленый; 4 – малоизмененный кимберлит; 5 – карбонатные породы нижнего ордовика; 6 – скважины.

 

Архангельская алмазоносная провинция. Первая в Европе алмазоносная провинция, открытая советскими геологами в конце 70-х – начале 80-х годов ХХ века. В пределах провинции выявлено 44 тела кимберлитовых трубок и 12 тел – трубок щелочных базальтоидов. Кимберлитовые трубки рвут отложения венда и перекрываются песчаниками среднего карбона или четвертичными отложениями. Время проявления кимберлитового и родственного ему магматизма оценивается в интервале 375 (поздний девон) – 320 (средний карбон) млн. лет.

Отмечены следующие особенности кимберлитовых тел Архангельской провинции. 1) Преобладают тела трубчатой формы, широко распространены силлы, очень редко проявлены дайки; 2) эрозионный срез трубок незначительный; 3) жерловая часть трубок формировалась примущественно в две фазы, из которых первая представлена ксенотуфобрекчиями, вторая – автолитовыми брекчиями; 4) среди мантийных ксенолитов преобладают гранатовые и безгранатовые оливиниты, а эклогитовые (гранат-пироксеновые) парагенезисы редки.  

Сырьевой потенциал Архангельской провинции весьма высокий. Разведанные запасы лишь одной трубки им. Гриба оцениваются более чем в 4 млрд. долларов [10].

 

Формация титано-магнетитовая

Кусинское, Средний Урал

Месторождение позднемагматического класса залегает в дифференцированных массивах основных пород, генетически связанных с габбро-пироксенит-дунитовой формации ранней стадии развития складчато-подвижного пояса. Эндоконтактовые зоны интрузивного массива метаморфизованы вместе с вмещающими породами с образованием гранатовых амфиболитов по габбро. В центральной части массива рудные пироксениты имеют массивную текстуру.

Рудные тела: жилы, линзы, гнезда, а также вкрапленники шлирообразной, лентовидной и неправильной форм. Положения рудных тел и их морфология контролируется элементами протомагматической тектоники (магматическим расслоением пород в процессе их дифференциации); в последствии рудные тела разбиты продольными и поперечными сбросо-сдвигами (рис.5.5).

 

Рис. 5.5. Поперечный разрез Кусинского месторождения. По Д. Штейнбергу и др. 

1 – сплошной титаномагнетит; 2 – карбонатные породы лежачего бока; 3 – гранито-гнейсы; 4 – габбро-амфиболиты; 5 – тектонические нарушения; 6 – направление структурных элементов (полосчатости и план-параллельной текстуры) по данным замеров в керне скважины.

 

Важнейшие рудные минералы: ильменит, титано-магнетит, рутил. Кроме того, в рудах отмечаются брукит, магнетит, апатит, редко сульфиды (пирротин, пирит, халькопирит). Жильные минералы представлены моноклинным пироксеном, присутствует гранат, амфибол, эпидот, хлорит и серпентин. Текстура руд обычно массивная, полосчатая, пятнистая и вкрапленная. Характерна также сидеронитовая текстура руды с обилием явлений распада титаномагнетита на ильменит и магнетит.

Магматические месторождения титана имеют большое промышленное значение. Наиболее значительные запасы приурочены к крупным массивам анортозитовой формации площадью в сотни и тысячи кв.км. В России к этому типу принадлежат месторождения Сибири – Мало-Тогульское, Лысанское, Кручининское (Восточные Саяны). Малотогульское месторождение (Иркутская область) содержит 6 рудных участков. Рудные залежи в плане имеют размеры от 50х100 до 130х850 м. Падение их крутое, прослежено до глубины 300 м. Содержание TiO₂ – 12-16%, железа – 20 -33%. Титановые сплавы применяются как конструктивный металл в космической технике, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, где они надежно и длительно эксплуатируются во многих агрессивных средах в диапазоне температур от сверхнизких до 500-600⁰ и выше. Главнейшее значение имеют титанованадиевые сплавы. ХХI век - титановый, идущий на смену железному.

 

Формация апатитовая  

Хибинские месторождения,Кольский полуостров.

Хибинский массив щелочных пород (рис. 5.6) формировался на Балтийском щите архей – протерозойских пород и относится к платформенным образованиям герцинского периода тектоно-магматической активизации. Детальное изучение Хибинского массива, содержащего уникальные запасы руд апатита, было положено академиком А.Е. Ферсманом в 1920 году. Массив имеет форму лополита. Внутреннее строение концентрическизональное. От переферии к центру друг друга сменяют дугообразные в плане тела массивных и трахитоидных хибинитов, риссчоритов, ийолит-уртитов и связанных с ними апатит-нефелиновых руд (рис. 5.6). Конически кольцевое строение Хибинского массива по геофизическим данным сохраняется до глубин 12,5 км. В ядре массива бурением обнаружен шток карбонатитов.

Содержание апатита в рудах от 20 до 80 %, жильные представлены нефелином, эгирином, амфиболом, присутствуют сфен и титаномагнетит. По содержанию апатита руды делятся на: существенно апатитовые – пятнистые и пятнисто-полосчатые (апатита 6080%); апатит-нефелиновые – линзовидно-полосчатые и полосчатые (30-50%), блоковые (30-40%), сетчатые и массивные (20-30%), брекчиевые (20-40%). По запасам и параметрам месторождения апатит-нефелиновых руд Хибинского района не имеют аналогов в мире [10].  

 

 

 

 Рис. 5.6. Геологическая схема продуктивного ийолит-уртитового комплекса Хибинского массива и типичные разрезы некоторых месторождений апатит-нефелиновых руд (по материалам Хибиногорской ГРП). 

1 - хибиниты трахитоидные; 2 - рисчорриты массивные; 3 - уртиты, ийолиты, ювиты, малиньиты, мельтейгиты, луявриты трахитоидные; 4 - уртиты массивные, пегматоидные, неравномернозернистые; апатит-нефелиновые руды: 5 - массивные, пятнистые, пятнисто-полосчатые, полосчатые, линзовидно-полосчатые, сетчатые, блоковые; 6 - брекчиевые; 7 - луявриты массивные; 8 - фойялиты трахитоидные. Месторождения апатит-нефелиновых руд (цифры на схеме): I Партомчорр, II - Куэльпор, III - Кукисвумчорр, IV - Юкспор, V - Апатитовый Цирк, VI - Расвумчорр, VII - Эвеслогчорр, VIII - Коашва, IX - Ньоркпахк, X - Олений Ручей.

 

 

Рудная формация редкометальная Ловозерское, Кольский п-ов.

Ловозерский массив отделен от Хибинского озером Умбозеро, слагая платообразную горную структуру – Ловозерские тундры возвышенные над холмистой равниной почти на 1000 м. Возраст сопоставим с возрастом Хибинского массива, по данным Rb-Sr метода составляет 362 +-17 млн. лет [10]. Массив сложен комплексом луявритов-фойяитовуртитов, в котором эти трехслойные, полого падающие к центру пачки, многократно повторяются на площади 600 кв.км. В каждом трехслойном ритме слагающие их породы имеют постепенные переходы, а между ритмами контакты резкие. Такие контакты могут возникать лишь при внезапном изменении физико-химических условий кристаллизации. Минеральный состав ритмов чрезвычайно разнообразен.В качестве породообразующих минералов присутствуют полевые шпаты и нефелин, содержание которых превышает 1015 %, а также эгирин, роговая обманка, эвдиалит, сфен, апатит и другие в целом не менее 10% каждого. Типичными второстепенными являются магнетит, ильменит.

Лопаритоносные уртиты мощностью от 0,5 до 2,7 м присутствуют в Ловозерском массиве почти в каждой луяврит-фойяит-уртитовой пачке и прослежены в виде очень пологозалегающих слоев на десятки километров

Главные минералы–носители ниобия и тантала – лопарит,эвдиалит, мурманит,сфен и др.. Ловозерское месторождение – одно из самых крупных в мире месторождений тантала, ниобия и редких земель цериевой группы [3, 10].