Петрография и минералогия кианитовых кварцитов Борисовских сопок (стр. 2 из 3)
Верхняя, терригенная, пачка представлена преимущественно биотитовыми, карбонат-биотитовыми плагиосланцами и развивающимися по ним биотит-кварц-серицитовыми метасоматитами. Следует подчеркнуть присутствие на различных стратиграфических уровнях верхней пачки светлинской толщи серии пластовых и линзовидных тел метагаббро-диабазов и метадиабазов баштауского комплекса.
Александровская толща прослеживается в западной части площади, в зоне сочленения Кочкарского антиклинория с Сухтелинским синклинорием, слагая Александровскую зону смятий. Суммарная мощность отложений толщи более 1500 м.
В составе александровской толщи принимают участие регионально метаморфизованные осадочные, вулканогенно-осадочные и вулканогенные породы. В разрезе толщи преобладают биотитовые, серицит-биотитовые, хлоритовые, биотит-актинолитовые, хлорит-актинолитовые сланцы, обычно тонко переслаивающиеся с графитистыми и слюдисто-графитистыми кварцитами.
Кукушкинская толща имеет малую площадь распространения, протягиваясь в виде узкой полосы в северо-западной части рассматриваемой территории, и представлена в основном терригенными отложениями. Суммарная мощность равна 500-700 м. В сложении кукушкинской толщи участвуют метагравелиты, метапесчаники, метаалевролиты и метапелиты. В качестве вероятных источников сноса при формировании отложений кукушкинской толщи могут рассматриваться гранитоиды борисовского комплекса (Тепловой …, 1989; Сначев, Муркин, 1989; Сначев и др., 1990). Возраст предположительно вендский.
Карбонатная толща мощностью около 400 м развита только в юго-восточной части исследованной площади в виде небольшой полосы, слагая мульдообразную синклинальную структуру, вытянутую в субмеридиональном направлении.
Состав толщи довольно однообразен. Это серые, темно-серые до черного цвета мраморизованные рифогенные известняки. Мраморизованные известняки содержат богатую фауну брахиопод, стеблей криноидей, фораминифер, кораллов, которые свидетельствуют о раннекаменноугольном (визе-намюр) возрасте отложений карбонатной толщи.
В районе повсеместно распространены площадные и линейные коры выветривания, по карбонатным породам развит карст (рис. 1).
Кайнозойские образования представлены разновозрастными аллювиально-пролювиальными отложениями (от раннего палеоцена до позднего плиоцена) и четвертичными отложениями различного генезиса. Первичные концентрации кианита и золота приурочены в основном к песчано-глинистым отложениям позднего олигоцена (наурзумская свита), раннего и среднего миоцена (аральская свита).
Рис 1 - Геологическое строение Кочкарской площади (По Болтыров и др, 1973; Сначев и др., 1990): 1 – осадочно-вулканогенные образования Сухтелинского антиклинория; 2 – венд, александровская толща; 3 – венд-ордовик, кукушкинская толща; 4 – верхний рифей, светлинская толща; 5 – средний рифей, кучинская толща; 6 – протерозой, еремкинская толща; 7 – образования благодатской толщи; 8 – метаультрамафиты; 9 – диориты, габбро-диориты, габбро; 10 – граниты; 11 – плагио-мигматиты; 12 – мигматиты гранитные; 13 – карбонатный меланж; 14 – тектониты нерасчлененные; 15 – стратигра-фиические и интрузивные границы;16 – тектонические нарушения
Цифры в кружочках – гранитные массивы: 1 – Ключевской; 2 – Варламовский; 3 – Котликский; 4 – Еремкинский; 5 – Борисовский; 6 – Санарский; 7 – Пластовский (Андреевский). Красным цветом – контур лицензионного участка.
В гидрогеологическом отношении в районе работ развит водоносный объединенный горизонт порово-трещинно-карстовых вод палеозойского фундамента и мезозойских кор выветривания. Подземные воды, приуроченные к песчаным прослоям в разрезе кайнозоя, имеют в пределах россыпей повсеместное распространение. По данным бурения уровень грунтовых вод находится на глубинах 2-8 м. Горизонт характеризуется малыми дебитами (8-17 м3/сут, при понижении уровня 6-21 м) и низкими фильтрационными свойствами (коэффициент фильтрации изменяется в пределах 0,07-0,37 м/сут).
1.2 Изученность района месторождения
Учитывая техногенный характер образования полезных компонентов Андрее-Юльевского участка, сведения о составе и строении техногенных месторождений определяются геолого-промышленным типом исходного природного сырья.
В связи с этим, в проекте сделан акцент на исследования кианита – как основного товарного продукта техногенных образований, в том числе и на исследования коренных источников кианита, входящего в состав аллювиальных россыпей.
В истории исследования кианитовых появлений рассматриваемого района выделяются три этапа.
Первый этап: в 1929-1933 г.г. была выполнена предварительная разведка на Борисовском, Михайловском и Светлинском проявлениях кианита. В 1938-1941 г.г. на рудах Борисовского месторождения проведены лабораторные и полупромышленные испытаний различных технологий обогащения на Верхне-Нейвинской фабрике. Из выделенного кианитового концентрата получены изделия тонкой и грубой керамики (пирометрические трубки, автосвечи, тигли для обжига фарфоровых изделий, нагревательные приборы массового использования, огнеупорные кирпичи, пробки, стаканы). Получены положительные заключения о качестве кианитового концентрата и его использовании от УралВИОК, Ленинградского фарфорового завода им. Ломоносова и Магнитогорского металлургического комбината.
Второй этап: в 1957 г. М.Н. Букиной составлена сводка по проявлениям высокоглинозёмистых руд Урала, в неё вошли и материалы по Пластовскому району.
Третий этап: в 1987 г. Южно-Уральская ГРП Челябинской ГРЭ по заявке Министерства чёрной металлургии начала поисковые работы на высокоглинозёмистое сырьё в пределах Борисовского проявления кианита.
Наиболее полная информация о работах прошлых лет сведена в отчётах А.Н. Игумнова (1930.1932,1933), М.Н. Букиной (1957) и Южно-Уральской ГРП (1989). В них отражены сведения о коренных проявлениях и месторождениях кианита, охарактеризованы элювиальные и делювиальные россыпи. О кианите из аллювия бывших золотосодержащих россыпей упоминалось лишь однажды (Игумнов, Кожевников, 1935). По результатам работ было дано следующее заключение: «…подтверждаем факт распостранения дистена в аллювиальных россыпях на значительной площади».
В процессе разведки россыпей на золото, ориентировочное среднее содержание кианита в песках Еленинской россыпи составляет 3,3 %, Андреевской – около 2 %. Из других потенциально полезных компонентов в техногенных образованиях присутствует рутил (свыше 2 г/м3), ильменит (свыше 5 г/м3), магнетит (свыше 10 г/м3), монацит и др. При утверждении запасов золота Еленинской и Андреевской россыпей извлечение этих компонентов из-за низких содержаний было признано нерентабельным. Кианит как промышленно-ценный продукт в то время не рассматривался.
В результате отработки золотоносных россыпей материал россыпей подвергался неоднократному механическому воздействию (промывке, перемещению, гравитационной дифференциации, сегрегации и т.п.), а также влиянию гипергенных процессов, в результате чего первоначальное качество материала существенно изменилось. Морфологические параметры техногенных образований изменены процессами неоднократной рекультивации.
Была установлена принципиальная возможность получения из техногенных образований Андрее-Юльевской россыпи концентратов кианита и кварцевого песка, с возможным попутным получением концентратов золота.
2. Минеролого-петрографическая характеристика пород
2.1 Методика проведения полевых работ
Полевая геологическая практика проходила с 01.07.2010. по 15.09.2010. Целью отряда являлась разведка техногенного месторождения кианита, для дальнейшего использования его в отрасли извлечения алюминия, использования в производстве огнеупоров и силумина. В ходе работ отряда было выкопано 46 шурфов, отобраны бороздовые пробы, осуществлялась промывка проб, отсадка, проводился мин.анализ проб отобранных в предыдущие годы разведки, отбирались пробы на содержание золота в техногенных песках, чтобы оценить перспективность попутного извлечения, проводились гидрогеологические отборы проб.
Проведенные работы:
Шурфы копались бригадой состоящей из двух человек, размеры шурфа 1м*1,2м и глубиной до 2,3м., в зависимости от толщены слоя песков. Из каждого шурфа отбирались бороздовые пробы, количество которых зависело от глубины шурфа и слоистости песков, после чего велась документация. Все шурфы были закрыты в связи с выполнением поставленной задачи.
Промывка проб осуществлялась на самодельном станке, с помощью электронасоса «Honda», так же пробы промывались в ручную на лотках, после чего сушились для проведения мин. анализа.
Мин. анализ проводился в полевой лаборатории за бинакулярами, в основном проводился в плохую погоду, когда другие полевые работы были не так целесообразны.
Также производился отбор песков всего массива шурфа, после чего проводили промывку, отсадку, и отбор более мелких проб.
Отсадка концентрата проводилась на самодельном аппарате, носившем название «джига», представляющем из себя просто сито с небольшими техническими дороботками,она проводилась для получения кианитового концентрата.
Кроме полевых работ, д.г.-м.н. Кисиным А.Ю. проводились интересные экскурсии на коренные и россыпные месторождения кианита на Борисовских сопках, рубиновые проявления, топазовые копи в пределах участка работ, Светлинский золоторудный карьер, скифский круг, и др.
2.2 Петрография и минералогия кианитовых кварцитов Борисовских сопок
Кварциты – метаморфические горные породы, слагающиеся преимущественно кварцем, содержание которого достигает почти 100% в мономинеральных разновидностях. К исходным породам, преобразующиеся в процессе метаморфизма в кварциты, относятся терригеннные отложения (кварцевые пески и песчаники). С уменьшением кремнезема в кварцитах обычно возрастает содержание глинозема, щелочей и титана. При избытке глинозема образуются такие минералы как кианит, силлиманит, ставролит (Маракушев, 2005). Кианитовые кварциты Борисовских сопок имеют метасоматическое происхождение. Кианит метасоматический развивается в тектонически ослабленных зонах с образованием отчетливой метасоматической зональности, которая не зависит от состава и уровня метаморфизма исходных пород.