Девонские марганценосные отложения магнитогорской палеоостроводужной системы

• Автор: Жуков, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 04.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Миасс
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Положение и типы девонских марганценосных отложений в структурах
Магнитогорской палеоостроводужной системы
1.1. Девонские островодужные структуры Южного Урала
1.1.1. Западно-Магнитогорская дуга
1.1.2. Восточно-Магнитогорская дуга
1.1.3. Магнитогорский междуговой бассейн
1.2. Типы марганценосных отложений Магнитогорской палеоостроводужной системы
Глава 2. Придонные гидротермальные отложения
2.1. Месторождение Кызыл-Таш
2.1.1. История изученности
2.1.2. Геологическое строение
2.1.3. Минеральные агрегаты
2.1.4. Минералы марганцевых пород
2.2. Бахтинское марганцевое месторождение
2.2.1. Краткая история изученности
2.2.2. Г еологическое строение
2.2.3. Марганцевые породы
2.3. Уразовское марганцевое месторождение
2.3.1. Краткая история изученности и геологическое строение
2.3.2. Марганцевые породы
2.3.3. Минералы марганцевых пород
Глава 3. Гидротермально-осадочные отложения
3.1. Южно-Файзулинское марганцевое месторождение
3.1.1. Г еологическое строение
3.1.2. Марганцевые породы
3.2. Палеосообщество Файзулинского палеогидротермального поля
Глава 4. Формирование марганценосных палеогидротермальных полей и перспективы промышленного освоения марганценосных отложений
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Уральские месторождения марганцевых руд, несмотря на длительную историю освоения (уже свыше ста лет), изучены недостаточно в геологическом и минералого-геохимическом аспектах. Возобновление разработки на Южном Урале ряда месторождений с помощью карьеров позволило детально изучить геологическое строение месторождений и минералогию первичных марганцевых руд. Проводившееся в последние десятилетия активное исследование металлоносных осадков Уральского палеоокеана, и сопоставление их с низкотемпературными гидротермальными осадками океанических рифтовых зон дало возможность более полно и всесторонне рассмотреть условия формирования марганцевых руд региона. После распада СССР Российская Федерация лишилась крупных месторождений марганцевых руд и остро стоит вопрос о создании собственной марганцеворудной базы, в том числе и на Южном Урале.
Цель работы. Целью работы является выделение и определение закономерностей размещения различных типов марганценосных отложений в палеогидротермапьных полях Магнитогорской палеоостроводужной системы.
Задачи исследования: типизация марганценосных отложений из различных гео-динамических структур;
комплексное геолого-минералогическое картирование карьеров марганцевых месторождений;
изучение строения, минералогии рудных тел; поиски остатков фауны на палео-гидротермальных полях;
создание модели формирования марганценосных палеогидротермальных полей.
Фактическая основа и методика исследований. Основой диссертации явились материалы детального изучения вещественного состава марганценосных и кремнистожелезистых пород низкотемпературных палеогидротермальных полей. Исследования проводились в Институте минералогии УрО РАН по теме «Минералогия и условия образования колчеданоносных палеогидротермальных систем Урала» с 1995 г. по 1999 г. Главными объектами изучения явились низкотемпературные папеогидротермальные поля следующих месторождений: Кызыл-Таш (Западно-Магнитогорская дуга); Файзу-линское, Уразовское (Сибайский междуговой бассейн); Бахтинское (Восточно-Магнитогорская дуга). Кроме этого, были учтены результаты кратковременных работ автора и литературные данные по другим марганцеворудным объектам данного региона.
Обработано около 200 химических анализов проб, отобранных автором и другими исследователями. Анализы выполнены в Институте минералогии УрО РАН и Санкт-
Петербургском государственном Университете (СПбГУ), а также лабораториях производственных геологических организаций Урала. Исследование минерального состава производилось оптическими методами в шлифах (300 шт.) с использованием микроскопов Axiofot, ПОЛАМ Р-113, Neophot2, а также методами ИК-спектроскопии, термического, рентгенофазового анализа (ДРОН-2.0, УРС-2.0, SPC 120), электронографического анализа. Для выяснения химического состава пород и марганцевых руд был выполнен силикатный химический анализ в Институте минералогии УрО РАН, СПбГУ, “Механобраналит”. Собрано 300 образцов с бентосной палеофауной на Файзулинском месторождении.
Работы по изучению минералогии марганценосных отложений проводились совместно с сотрудниками СПбГУ Брусницыным А.И., Стариковой Е.В.; сбор и определение таксономического состава фауны - со специалистами из Института геологии и геохимии УрО РАН Леоновой Л.В., Сапельниковым В.П., Мизенс Л.И.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, 6 тезисов.
Научная новизна. Разработана типизация девонских марганценосных отложений, и выделены районы с различными типами марганцевой минерализации. Установлено, что месторождения, ранее считавшиеся гидротермально-метасоматическими [Гаврилов, 1972], являются придонными гидротермальными. Охарактеризована минералогическая зональность марганцеворудных тел из придонных гидротермальных построек месторождений Файзулинское, Кызыл-Таш, Уразовское, Бахтинское. Впервые обнаружена палеобиота, сопутствующая низкотемпературной пригидротермальной постройке Файзулинского марганцевого месторождения, установлены таксономический состав и условия фоссилизации фауны.
Защищаемые положения.
1. Марганценосные отложения Магнитогорской палеоостроводужной системы представлены двумя главными типами: придонными гидротермальными и гидротермально-осадочными. Первые характерны для палеоостровных дуг, вторые - для междугового бассейна. Подчиненное распространение имеют придонные гипергенные. кластогенные. ксенолавокластогенные и гидрогенные отложения.
2. Придонные гидротермальные марганценосные отложения представлены преимущественно силикатными марганцевыми рудами, слагающими линзовидные тела, гидротермально-осадочные марганценосные отложения представлены силикатно-карбонатными марганцевыми рудами, слагающими пластообразные тела. Для рудных тел характерна латеральная минералогическая зональность, выраженная в смене минеральных ассоииаций от центра рудоносной постройки к периферии.
кариопилит, родохрозит, гематит и кварц - относятся к числу главных, слагающих основной объем рудных залежей. Среди второстепенных минералов наиболее характерны ман-ганаксинит, парсеттенсит, марганецсодержащие гроссуляр и эпидот, спессартин, кальцит, кутнагорит, барит, магнетит и гаусманит, остальные встречаются в единичных зернах [Брусницын и др., 1996; Старикова, 1998].
Минералогия месторождения Кызыл-Таш чрезвычайно интересна. Так редчайший марганцевый силикат кариопилит, здесь является одним из породообразующих компонентов. В относительно крупных и легко узнаваемых выделениях на месторождении встречается парсеттенсит (рис. 2.1.4.1), в составе которого впервые для этого минерала установлен барий [Старикова, Брусницын, 1996]. Крупные кристаллы красивого желтого цвета, рельефно выделяющиеся на фоне розового родонита, образует манганаксинит. Очень необычен видовой и химический состав гранатов.
Ниже приводится краткая характеристика наиболее интересных минералов.
Родонит представлен двумя генерациями. Ранний родонит образует небольшие (от 0.01 до 0.5 мм) таблитчатые или изометричные кристаллы, которые в тесном срастании с кварцем, андрадитом, гроссуляром, спессартином, манганасинитом, эпидотом, кариопили-том, парсеттенситом, кальцитом и гематитом слагают главные минеральные агрегаты - ро-донитовый, кварц-родонитовый, андрадит-родонитовый и гематит-андрадит-родонитовый. Родонит второй генерации представлен более крупными (до 1.5 мм по удлинению) хорошо ограненными кристаллами таблитчатого либо пластинчатого габитуса, образующимися в процессе собирательной перекристаллизации родонита-1, и наблюдающиеся в виде тонких прожилков или небольших обособлений среди родонитовых, родонит-андрадитовых, ка-риопилитовых и других агрегатов.
Окраска родонита всех генераций варьирует от бледно- до ярко-розовой, при этом родонит более поздних генераций, как правило, окрашен более интенсивно. В крупных кристаллах хорошо заметна спайность в двух направлениях. Оптические свойства изученного родонита типичны для этого минерала: №п = 1.73, -Ыр = 0.009-0.011. Химические анализы родонита приведены в таблице 2.1.4.2.
Табл. 2.1.4.2.
Химический состав родонита (мас.%) месторождение Кызыл-Таш
N пп Номер пробы бю2 АЬОз БеО* МпО СаО сумма
Кварц-андрадит-родонитовый парагенезис
Кварц-родонитовый агрегат
1 Кт-1-1(1) 46.45 0.00 0.00 47.02 7
2 Кт-1-1(2) 45.86 0.00 0.00 47.95 6
3 Кт-1-1(3) 46.80 0.00 0.00 6.66 7
4 Кт-1-1 (4) 46.69 0.00 0.00 47.57 6
5 Кт-1-1 (5) 45.82 0.00 0.00 46.73 7