авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Эндогенные кварцево-жильные образования коллизионного этапа развития урала

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Поленов Юрий Алексеевич

Эндогенные кварцево-жильные образования коллизионного этапа развития Урала

Специальность 25.00.11 – «Геология, поиски и разведка твердых

полезных ископаемых, минерагения»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук

Екатеринбург 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, академик РАН, профессор

Юшкин Николай Павлович

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Юргенсон Георгий Александрович

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Грязнов Олег Николаевич

Ведущая организация - Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 г. на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, ГСП-126, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 (III корпус, ауд. 3326).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «____»_________2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А. Б. Макаров

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Кварц – наиболее распространённый в природных геологических телах минерал после полевых шпатов. Его образование связано с различными геологическими процессами и происходит в широком диапазоне термодинамических и физико-химических параметров. Кварц – основной минерал кварцево-жильных образований, которые являются объектами добычи рудных и нерудных полезных ископаемых.

Всестороннее изучение кварца рудных жил дает ценную информацию об условиях формирования самого кварца, кварцевых тел и связи рудной минерализации с жильным кварцем, а поэтому его всестороннее исследование необходимо для обоснованного прогноза и поисков новых площадей, перспективных для открытия месторождений кварцево-жильного типа. «Обычные парагенезисы минералов золота, олова, вольфрама, многих сульфидов с кварцем не случайны и определяются особыми свойствами кремнезема, являющегося главной средой, в которой переносятся рудные компоненты и с которой они кристаллизуются в кварцевых жилах или существенно кварцевых телах» (Юргенсон, 1984).

На объектах жильного кварца слагающий их кварц стал детально изучаться со второй половины XX столетия. Наблюдается устойчивая тенденция роста потребления особо чистого кварца – природного кварцевого сырья, генетические особенности которого позволяют получать из него товарный продукт, пригодный для наплава кварцевого стекла, используемого, главным образом, в электронной и полупроводниковой промышленности. Промышленность нашей страны испытывает большой дефицит в этом виде сырья.

Детальное изучение эндогенных кварцево-жильных образований всегда будет оставаться актуальным, поскольку расшифровка закономерностей их образования на основе новых физико-химических данных, полученных с использованием новейших технических достижений, расширяет возможности научного прогноза поиска месторождений металлических (золоторудных, оловоносных, вольфрам-оловянных и др.) и неметаллических (пьезооптического и кварцевого сырья) полезных ископаемых и создает научную основу для решения проблемы комплексного использования жильного кварца рудных и нерудных кварцевых тел.

Академик А.Е.Ферсман указывал, что «кварц представляет замечательный типоморфный минерал, который сыграет огромную роль в поисковой и разведочной деятельности, если будет изучен систематически и углубленно». Успешное выявление генезиса рудных и кварцевых месторождений прямо зависит от извлечения исходной генетической информации, большой объем которой зашифрован в виде текстурно-структурных характеристик кварцевых агрегатов, слагающих кварцево-жильные тела.

Целью работы является изучение онтогении кварцево-жильных образований Урала, сформировавшихся в разных геодинамических режимах; выделение формационных типов кварцевых тел; разработка геолого-генетических и физико-химических моделей образования кварцево-жильных тел, на основе которых в комплексе возможна наиболее полная расшифровка пространственно-временных условий формирования как отдельных кварцевых тел, так и их совокупности, образующих месторождения полезных ископаемых кварцево-жильного типа.

В процессе работы над диссертацией автором решены следующие задачи:

1. Изучение условий залегания и взаимоотношений с вмещающими горными породами, текстурно-структурных особенностей строения, минерального состава кварцево-жильных образований, локализованных в разных вещественных комплексах различных геодинамических обстановок Урала.

2. Типизация кварцево-жильных образований на онтогенической основе и выделение формационных типов кварцевых тел, позволяющих оперативно решать вопрос об их перспективности на рудную и нерудную минерализации.

3. Изучение преобразований кварцево-жильных образований в последующие стадии и этапы развития рудных полей. Оценка типоморфных признаков идиоморфных и зернистых агрегатов кварца разных онтогенических типов на предмет их промышленного использования.

4. Решение теоретических вопросов образования кварцево-жильных тел и выявление конкретных физико-химических условий и геологических процессов, приводящих к образованию крупных месторождений высококачественного кварцевого сырья.

Фактический материал и методы исследований. Основой для диссертации послужили личные наблюдения автора, принимавшего участие в изучении месторождений кварцево-жильного типа около 40 лет, а также многочисленные публикации по обсуждаемой проблеме. Автор в течение 13 лет принимал участие в разведке и изучении Светлинского хрусталеносного месторождения, одного из крупнейших хрусталеносных месторождений Урала, где собрал большой фактический материал, характеризующий геологию и кварцевые жилы хрусталеносного поля, на базе которого провел типизацию кварцевых жил и предложил новую классификацию их по онтогеническому принципу (Поленов, 1972). В 1973 году автор принимал участие в поисках и разведке пьезокварцевых объектов на территории Сомали, с 1978 по 1988 г г. руководил работами по разведке и отработке месторождений кварцевого сырья на территории Республики Казахстан, где продолжал собирать геологический материал по кварцево-жильным образованиям, а с 1988 по 1991 г г. возглавлял работы по поискам, разведке и добыче пьезооптического и жильного кварца и камнесамоцветного сырья на территории Уральского региона и продолжал набирать фактический материал по кварцевым объектам Приполярного, Среднего и Южного Урала. С 1993 года, участвуя в выполнении научно-исследовательских работ по изучению золоторудных месторождений Урала, автор имел возможность ознакомления и исследования кварцево-жильных объектов рудных месторождений полезных ископаемых.

Методической основой настоящей работы является системный комплексный пространственно-онтогенический анализ кварцево-жильных образований. Одна из основных методических особенностей в изучении кварцевых жил заключалась в детальном исследовании взаимоотношений минеральных индивидов и агрегатов, образующих кварцевые жилы. Такие наблюдения проводились в большом объёме в полевых условиях, а затем анализировались автором с использованием различных методов. Особое внимание при этом было уделено особенностям зарождения и роста минералов, последовательности их образования, взаимоотношению жил и вмещающих пород, минеральному составу жил.

В процессе работы над диссертацией автор лично побывал и в той или иной степени собрал и обработал фактический геологический материал по следующим месторождениям Урала:

- Светлинскому, Астафьевскому, Теренсайскому, Додо, Пуйве - пьезооптического кварца;

- Горе Хрустальной, Светлореченскому, Пугачевскому, Новотроицкому, Караяновскому - жильного кварца;

- Маукскому, Кузнечихинскому, Кыштымскому, Вязовскому, Ларинскому, Кундравинскому - гранулированного кварца;

- Каганскому, Золотой горе, Кировскому, Маукскому, Пильненскому Березогорскому, Куросанскому, Александрийскому, Благодатному, Березовскому, Кочкарскому, Гумбейскому, Айдырлинскому, Светлинскому, Кумакскому, Миндякскому – золоторудным.

Научная новизна

1. Предложена наиболее полная онтогеническая классификация кварцево-жильных образований. По способу зарождения основного минерала жил – кварца – кварцево-жильные образования подразделены на тела перекристаллизации, замещения, выполнения, рекристаллизации и сложной онтогении. Все онтогенические типы кварцево-жильных образований Урала подразделены на две формации (первично-зернистого и вторично-зернистого) кварца. Впервые выделены кварцевые жилы перекристаллизации.

2. Установлено, что кварцево-жильные рудные районы располагаются в жестких блоках (микроконтинентах) как среде, благоприятной по физическим свойствам и имеющей повышенное содержание кремнезема, а кварцево-жильные образования локализованы в шовных тектонических зонах, представляющих долгоживущие тектонические участки, заложение многих из которых на Урале произошло в рифейское время.

3. Обосновано, что кварцево-жильные образования могут быть продуктом одного, двух и трех геодинамических этапов, с присущей каждому этапу многостадийностью формирования кварцевых тел. Впервые показано, что с многоэтапностью связано преобразование кварца жил перекристаллизации, замещения, выполнения в так называемый гранулированный кварц.

4.Установлено, что подавляющая часть кварцево-жильных образований Урала сформировались в условиях геодинамического режима ранней и поздней коллизий, а кварцевые тела выполнения и замещения генетически связаны со становлением массивов гранитоидов тоналит-гранодиоритовой и гранитной формаций.

Практическая значимость

  1. Предложена онтогеническая классификация кварцево-жильных образований, и их формационное деление служит инструментом для оценки перспективности кварцево-жильных образований на тот или иной вид полезного компонента уже на стадии проведения полевых геологоразведочных работ.
  2. Выводы о локализации кварцево-жильных образований в шовных тектонических зонах и их многоэтапности формирования объясняют причину пространственной совмещенности рудной и хрусталеносной минерализаций и могут служить научной основой прогнозной оценки территорий на золотую минерализацию, горный хрусталь и особо чистый жильный кварц.

3. Применение онтогенической классификации кварцево-жильных образований в значительной степени помогает расшифровке стадийности и этапности формирования рудных и кварцевых месторождений. Всё это в комплексе расширяет перспективы обнаружения новых "нетрадиционных" кварцевых и золоторудных объектов, ранее считавшихся перспективными лишь на один из видов полезного ископаемого.

Защищаемые научные положения

1. Эндогенные кварцево-жильные образования Урала по способу формирования основного минерала – кварца на основе онтогенических критериев подразделяются на тела перекристаллизации, замещения, выполнения, рекристаллизации, сложной онтогении. Как правило, они формируются как мономинеральные кварцевые тела, которые в дальнейшем претерпевают многократные преобразования и являются благоприятной физико-химической средой для развития наложенной рудной и хрусталеносной минерализаций.

2. Кварцево-жильные образования Урала сформировались в коллизионных зонах преимущественно на активной континентальной окраине; формирование формации первично-зернистого кварца генетически связано с региональным метаморфизмом умеренных давлений и становлением гранитоидов тоналит-гранодиоритовой и гранитной формаций, а формации вторично-зернистого кварца – с повторным наложением метаморфизма не ниже амфиболитовой фации на первично-зернистый кварц ранее образованных кварцевых жил.

3. Типоморфные онтогенические черты кварцево-жильных образований обусловлены металлогенической и геохимической специализациями магматических очагов. Для структурно-вещественных комплексов ранней и поздней коллизий характерны свои типоморфные полезные ископаемые: для первой W, Au, Mо, для второй редкие металлы (Ta, Be и др.), пьезокварц, гранулированный кварц.

4. Индикаторное значение типоморфных свойств кварца различных онтогенических типов – реальный путь решения проблемы комплексного, безотходного использования кварцевого сырья.

Реализация результатов, апробация работы и публикации

За многолетний период выполнения исследовательских работ их результаты оперативно использовались при проведении геологоразведочных и добычных работ в системе ПО "Уралкварцсамоцветы", ПО "Казкварцсамоцветы" и Советской геологической экспедиции в Сомали. Предложенная онтогеническая классификация кварцево-жильных образований была использована при прогнозной оценке Уфалейского гнейсово-амфиболитового блока на особо чистое кварцевое сырье в составе работ по прогнозной оценке, выполненных ВНИИСИМСом по России.

Результаты проведённых исследований докладывались на III Всесоюзном симпозиуме по метаморфизму (Свердловск, 1977), на совещаниях ВПО "Союзкварцсамоцветы", "Прогнозирование, поиски и оценка месторождений пьезооптического камнесамоцветного сырья" (Москва, 1980, 1982), на конференции "Жильный кварц Урала в науке и технике" (Свердловск, 1983), I и III Всероссийских металлогенических совещаниях "Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит" (Екатеринбург, 1994, 2000), на годичных собраниях МО РАН (С.-Петербург, 1996, 2006; Москва, 2007; Екатеринбург, 2008), Всероссийской конференции "Метасоматизм и рудообразование" (Екатеринбург, 1997), Международной конференции "Проблемы генезиса магматических и метасоматических пород" (С.-Петербург, 1998), научных конференциях "Чтения им. акад. А. Н. Заварицкого" (Екатеринбург, 1998, 2002, 2003), Международной научной горно-геологической конференции "Топорковские чтения" (Рудный, 2001), Фёдоровской сессии (С.-Петербург, 2001), Международной научной конференции "Проблемы геологии полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа" (Новочеркасск, 2002), Научной конференции к 100-летию кафедры геологии и разведки месторождений полезных ископаемых СПГГИ (ТУ) (С.-Петербург, 2003), Всероссийском совещании "Современные проблемы формационного анализа, петрологии и рудоносность магматических образований" (Новосибирск, 2003), Всероссийском научном совещании "Минералогия Урала" (Миасс, 2003), Международном семинаре "Кварц. Кремнезём" (Сыктывкар, 2004), 5-м Международном симпозиуме «Минералогические музеи» (С-Петербург, 2005), Научно-практической конференции «85 лет геологической службе Урала» (Екатеринбург, 2005), Уральской минералогической школе (Екатеринбург, 2006, 2007, 2008).

Основные положения диссертации изложены в 8 монографиях и 114 печатных работах, в том числе 31 статья опубликована в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и содержание работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы из 316 наименований. Объём работы 272 стр., из них 250 стр. текста со 133 рисунками и 22 таблицами.

В первой главе приведены краткие сведения по истории поисков и отработки объектов кварцевого сырья на Урале. Сделан анализ изучения кварцево-жильных образований, которое обусловило систематизацию этих геологических тел. Историческая последовательность разработки классификаций кварцево-жильных образований нашла отражение в трудах очень многих исследователей: Г. Н. Вертушкова (1937); Н. П. Ермакова (1946); Н. Н. Бородаевского (1947); А. Е. Карякина (1953); А. И. Захарченко (1955); Е. М. Лазько (1957); Я. Н. Соколова (1960); Д. П. Григорьева (1961); Д. В. Рундквиста (1971); В. В. Буканова (1974); Ю. М. Соколова (1977); А. Г. Жабина (1979); А. А. Кораго и А. А. Козлова (1988); Е. П. Мельникова (1988) и многих других.

Во второй главе охарактеризованы геодинамические обстановки развития Урала, соответствующие им структурно-вещественные комплексы и генетически связанная с ними рудоносность. Показано, что формирование эндогенных кварцево-жильных образований Урала связано с глобальными процессами метаморфизма, магматизма и приурочено к шовным зонам.

В третьей главе кратко описаны геологические процессы, с которыми генетически связано образование определенных онтогенических типов кварцевых жил, а именно: магматические, пегматитовые, пневматолито-гидротермальные, метасоматические, метаморфические. Рассмотрены теоретические вопросы образования кварцево-жильных тел, приведены физико-химические параметры их формирования.

Четвертая глава посвящена результатам изучения кварцево-жильных образований Урала. Дано детальное описание их онтогенических типов. Приведена классификация кварцево-жильных образований, основанная на детальном изучении их генезиса, закономерностей пространственного распределения и онтогении.

В пятой главе рассмотрена роль шовных зон Урала в формировании золоторудных и хрусталеносных месторождений кварцево-жильного типа, показана связь кварцевых жил с гранитоидами. Приведены обоснования пространственной и генетической сопряженности золоторудных, редкометальных и хрусталеносных кварцево-жильных образований Урала.

В шестой главе приведены результаты исследований кварцев Кочкарского золоторудного месторождения, Уфалейского и Светлинского рудных полей, выделены их типоморфные признаки для каждого онтогенического типа. Показана возможность использования типоморфных признаков кварца для решения вопросов генезиса кварцевых жил и рассмотрения направлений практического их использования.

В седьмой главе дана развернутая характеристика кварца как полезного ископаемого, приведена минералого-технологическая классификация кварцевого сырья. Показано, что кварц каждого онтогенического типа имеет свой набор типоморфных признаков, который определяет направления его практического использования и теоретические возможности промышленного обогащения.

В заключении сформулированы основные выводы.

Работа автора над темой диссертации началась с 1967 года под руководством профессора В. Д. Никитина, профессора С. А. Руденко, доцента В. Ю. Эшкина. Моим учителям - самая глубокая благодарность. Постоянную методическую помощь и внимание к результатам исследования оказывали сотрудники кафедры минералогии Ленинградского горного института (ныне СПГГИ (ТУ)) профессор Д. П. Григорьев, с.н.с. Т. А. Карякина, с.н.с. Г. Н. Богданова.

Автор имел возможность обсуждать результаты своих исследований с коллегами по работе в ПО «Уралкварцсамоцветы», ПО "Казкварцсамоцветы", ВПО "Союзкварцсамоцветы", что в значительной степени помогло в работе над диссертацией.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.